<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

Tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) including nitrosoanabasine (NAB), nitrosoanatabine (NAT), 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), and nitrosonornicotine (NNN) are naturally present at trace levels in tobacco. During tobacco processing, preparation of expanded tobacco, and when tobacco is used in heat-not-burn type cigarettes, the tobacco is exposed to different degrees of heat. Heating of tobacco has been reported in the literature to increase the level of TSNAs. Since the increase of TSNAs in heated tobacco is still not well understood, the present study evaluated TSNA levels in six types of tobacco as a function of moderate heat exposure. These tobaccos included: flue-cured lower stalk, flue-cured upper stalk (US), Burley lower stalk, Burley upper stalk (US), and two Oriental blends (Turkey, Greece, Bulgaria, Northern Republic Macedonia). Heating was performed in sealed glass tubes at oven temperatures of 100 °C, 150 °C, 200 °C, and 250 °C for time intervals of 2 min and 5 min. The temperatures inside the glass tubes were lower than the targets and were monitored separately as a function of glass tube heating. The study showed no meaningful differences within tobacco type (by stalk position) but showed considerable differences in the levels of TSNAs between different tobaccos, with the Burley tobaccos having the highest levels, and the Orientals the lowest. For all tobacco types, TSNAs increase to some extent when temperature increases. For 2-min heating, the increase in TSNAs is relatively small up to about 200 °C, but the levels almost double when the oven temperature increases to 250 °C. For 5-min heating, the increase in TSNAs starts at about 150 °C with a maximum at 200 °C which can reach more than double the initial TSNA level. Longer heating at 250 °C (5 min) starts to cause TSNAs decomposition and the levels are reduced.
</abstract>

Tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) including nitrosoanabasine (NAB), nitrosoanatabine (NAT), 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), and nitrosonornicotine (NNN) are naturally present at trace levels in tobacco. During tobacco processing, preparation of expanded tobacco, and when tobacco is used in heat-not-burn type cigarettes, the tobacco is exposed to different degrees of heat. Heating of tobacco has been reported in the literature to increase the level of TSNAs. Since the increase of TSNAs in heated tobacco is still not well understood, the present study evaluated TSNA levels in six types of tobacco as a function of moderate heat exposure. These tobaccos included: flue-cured lower stalk, flue-cured upper stalk (US), Burley lower stalk, Burley upper stalk (US), and two Oriental blends (Turkey, Greece, Bulgaria, Northern Republic Macedonia). Heating was performed in sealed glass tubes at oven temperatures of 100 °C, 150 °C, 200 °C, and 250 °C for time intervals of 2 min and 5 min. The temperatures inside the glass tubes were lower than the targets and were monitored separately as a function of glass tube heating. The study showed no meaningful differences within tobacco type (by stalk position) but showed considerable differences in the levels of TSNAs between different tobaccos, with the Burley tobaccos having the highest levels, and the Orientals the lowest. For all tobacco types, TSNAs increase to some extent when temperature increases. For 2-min heating, the increase in TSNAs is relatively small up to about 200 °C, but the levels almost double when the oven temperature increases to 250 °C. For 5-min heating, the increase in TSNAs starts at about 150 °C with a maximum at 200 °C which can reach more than double the initial TSNA level. Longer heating at 250 °C (5 min) starts to cause TSNAs decomposition and the levels are reduced.

Variations of TSNA Levels in Tobaccos Upon Heating at Moderate Temperatures

<trans-abstract xml:lang="de" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

Tabakspezifische Nitrosamine (TSNA) einschließlich Nitrosoanabasin (NAB), Nitrosoanatabin (NAT), 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK) und Nitrosonornikotin (NNN) kommen im Tabak natürlicherweise in Spuren vor. Während der Tabakverarbeitung, der Herstellung von expandiertem Tabak und wenn der Tabak in Tabakprodukten verwendet wird, bei denen er erhitzt und nicht verbrannt wird, ist er unterschiedlichen Hitzegraden ausgesetzt. In der Literatur wird berichtet, dass das Erhitzen von Tabak die TSNA-Konzentration erhöht. Da es noch keine hinreichenden Erkenntnisse zum Anstieg des TSNA-Gehalts in erhitztem Tabak gibt, wurde in der vorliegenden Studie die Konzentration an TSNA in Abhängigkeit von moderater Hitzeeinwirkung in sechs Tabaksorten untersucht. Diese Tabaksorten waren: Flue-cured Lower Stalk, Flue-cured Upper Stalk (USA), Burley Lower Stalk, Burley Upper Stalk (USA) sowie zwei Orienttabak-Mischungen (Türkei, Griechenland, Bulgarien, Republik Nordmazedonien). Das Erhitzen erfolgte in versiegelten Glasröhren bei Ofentemperaturen von 100 °C, 150 °C, 200 °C und 250 °C über einen Zeitraum von 2 min bzw. 5 min. Die Temperaturen in den Glasröhren waren niedriger als die Zieltemperaturen und wurden separat in Abhängigkeit von der Erwärmung der Glasröhre überwacht. Die Studie zeigte innerhalb einer Tabaksorte (bei verschiedenen Blattstufen) keine bedeutsamen Unterschiede, es ergaben sich jedoch beträchtliche Unterschiede bezüglich des TSNA-Gehalts bei verschiedenen Tabaken. Hierbei konnten in den Burley-Tabaken die höchsten Konzentrationen und in den Orient-Tabaken die niedrigsten Konzentrationen nachgewiesen werden. Bei allen Tabaksorten steigt der TSNA-Gehalt zu einem gewissen Grad mit dem Temperaturanstieg. Bei einem zweiminütigen Erhitzen bleibt die TSNA-Konzentration bis zu einer Temperatur von 200 °C relativ niedrig. Sie verdoppelt sich jedoch beinahe, wenn die Ofentemperatur auf 250 °C ansteigt. Beim fünfminütigen Erhitzen beginnt sich die TSNA-Konzentration bei ca. 150 °C zu erhöhen und erreicht ihren Maximalwert bei einer Temperatur von 200 °C. Dieser kann mehr als das Doppelte des ursprünglichen TSNA-Gehalts betragen. Das längere Erhitzen bei 250 °C (5 min) führt zu einer allmählichen Zersetzung der TSNA und damit zu geringeren Konzentrationen.
</trans-abstract>

Tabakspezifische Nitrosamine (TSNA) einschließlich Nitrosoanabasin (NAB), Nitrosoanatabin (NAT), 4-(Methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon (NNK) und Nitrosonornikotin (NNN) kommen im Tabak natürlicherweise in Spuren vor. Während der Tabakverarbeitung, der Herstellung von expandiertem Tabak und wenn der Tabak in Tabakprodukten verwendet wird, bei denen er erhitzt und nicht verbrannt wird, ist er unterschiedlichen Hitzegraden ausgesetzt. In der Literatur wird berichtet, dass das Erhitzen von Tabak die TSNA-Konzentration erhöht. Da es noch keine hinreichenden Erkenntnisse zum Anstieg des TSNA-Gehalts in erhitztem Tabak gibt, wurde in der vorliegenden Studie die Konzentration an TSNA in Abhängigkeit von moderater Hitzeeinwirkung in sechs Tabaksorten untersucht. Diese Tabaksorten waren: Flue-cured Lower Stalk, Flue-cured Upper Stalk (USA), Burley Lower Stalk, Burley Upper Stalk (USA) sowie zwei Orienttabak-Mischungen (Türkei, Griechenland, Bulgarien, Republik Nordmazedonien). Das Erhitzen erfolgte in versiegelten Glasröhren bei Ofentemperaturen von 100 °C, 150 °C, 200 °C und 250 °C über einen Zeitraum von 2 min bzw. 5 min. Die Temperaturen in den Glasröhren waren niedriger als die Zieltemperaturen und wurden separat in Abhängigkeit von der Erwärmung der Glasröhre überwacht. Die Studie zeigte innerhalb einer Tabaksorte (bei verschiedenen Blattstufen) keine bedeutsamen Unterschiede, es ergaben sich jedoch beträchtliche Unterschiede bezüglich des TSNA-Gehalts bei verschiedenen Tabaken. Hierbei konnten in den Burley-Tabaken die höchsten Konzentrationen und in den Orient-Tabaken die niedrigsten Konzentrationen nachgewiesen werden. Bei allen Tabaksorten steigt der TSNA-Gehalt zu einem gewissen Grad mit dem Temperaturanstieg. Bei einem zweiminütigen Erhitzen bleibt die TSNA-Konzentration bis zu einer Temperatur von 200 °C relativ niedrig. Sie verdoppelt sich jedoch beinahe, wenn die Ofentemperatur auf 250 °C ansteigt. Beim fünfminütigen Erhitzen beginnt sich die TSNA-Konzentration bei ca. 150 °C zu erhöhen und erreicht ihren Maximalwert bei einer Temperatur von 200 °C. Dieser kann mehr als das Doppelte des ursprünglichen TSNA-Gehalts betragen. Das längere Erhitzen bei 250 °C (5 min) führt zu einer allmählichen Zersetzung der TSNA und damit zu geringeren Konzentrationen.

<trans-abstract xml:lang="fr" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">

Les nitrosamines spécifiques du tabac (TSNA), y compris la nitrosoanabasine (NAB), la nitrosoanatabine (NAT), la 4-(méthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) et la nitrosonornicotine (NNN) sont naturellement présentes, à l’état de trace, dans le tabac. Lors du traitement du tabac, de la préparation du tabac expansé et d’une utilisation dans des produits de tabac qui “ne brûlent pas mais chauffent”, le tabac est exposé à des degrés variables de chaleur. La littérature indique que le chauffage du tabac augmente les niveaux des TSNA. Sachant que l’augmentation des TSNA dans le tabac chauffé demeurait encore mal comprise, la présente étude évalua les niveaux de TSNA dans six types de tabacs en fonction d’une exposition modérée à la chaleur. Les tabacs retenus pour l’analyse furent: La partie inférieure sur la tige de tabac blond, la partie supérieure sur la tige de tabac blond (USA), la partie inférieure sur la tige de tabac Burley, la partie supérieure sur la tige de tabac Burley (USA) ainsi que deux mélanges de tabac d’Orient (Turquie, Grèce, Bulgarie, Macédoine du Nord). Le chauffage fut effectué dans des tubes de verre scellés dans un four porté à des températures de 100 °C, 150 °C, 200 °C et 250 °C durant des intervalles de 2 et 5 minutes. Les températures à l’intérieur des tubes de verre s’avérèrent inférieures aux valeurs-cibles et furent observées séparément en fonction du chauffage des tubes de verre. L’étude ne révéla aucune différence significative pour un même type de tabac (indépendamment de la portion de la tige) mais épingla des différences considérables entre les divers types de tabac eu égard aux niveaux de TSNA; en l’occurrence, les tabacs Burley présentèrent les niveaux les plus élevés tandis que les tabacs d’Orient livrèrent les niveaux les plus bas. Indépendamment du type de tabac, les TSNA augmentèrent, dans une certaine mesure, à chaque hausse de la température. Pour un temps de chauf-fage de 2 minutes, l’augmentation des TSNA fut relativement mineure jusqu’à une température d’environ 200 °C mais les niveaux se mirent à presque doubler quand la température du four atteignit 250 °C. Pour un temps de chauffage de 5 minutes, la hausse des TSNA s’enclencha à une température approximative de 150 °C pour atteindre un pic à 200 °C qui provoqua plus qu’un doublement du niveau initial des TSNA. Un chauffage prolongé à 250 °C (5 minutes) déclencha un phénomène de décomposition des TSNA dont les niveaux se mirent à chuter.
</trans-abstract>

Les nitrosamines spécifiques du tabac (TSNA), y compris la nitrosoanabasine (NAB), la nitrosoanatabine (NAT), la 4-(méthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) et la nitrosonornicotine (NNN) sont naturellement présentes, à l’état de trace, dans le tabac. Lors du traitement du tabac, de la préparation du tabac expansé et d’une utilisation dans des produits de tabac qui “ne brûlent pas mais chauffent”, le tabac est exposé à des degrés variables de chaleur. La littérature indique que le chauffage du tabac augmente les niveaux des TSNA. Sachant que l’augmentation des TSNA dans le tabac chauffé demeurait encore mal comprise, la présente étude évalua les niveaux de TSNA dans six types de tabacs en fonction d’une exposition modérée à la chaleur. Les tabacs retenus pour l’analyse furent: La partie inférieure sur la tige de tabac blond, la partie supérieure sur la tige de tabac blond (USA), la partie inférieure sur la tige de tabac Burley, la partie supérieure sur la tige de tabac Burley (USA) ainsi que deux mélanges de tabac d’Orient (Turquie, Grèce, Bulgarie, Macédoine du Nord). Le chauffage fut effectué dans des tubes de verre scellés dans un four porté à des températures de 100 °C, 150 °C, 200 °C et 250 °C durant des intervalles de 2 et 5 minutes. Les températures à l’intérieur des tubes de verre s’avérèrent inférieures aux valeurs-cibles et furent observées séparément en fonction du chauffage des tubes de verre. L’étude ne révéla aucune différence significative pour un même type de tabac (indépendamment de la portion de la tige) mais épingla des différences considérables entre les divers types de tabac eu égard aux niveaux de TSNA; en l’occurrence, les tabacs Burley présentèrent les niveaux les plus élevés tandis que les tabacs d’Orient livrèrent les niveaux les plus bas. Indépendamment du type de tabac, les TSNA augmentèrent, dans une certaine mesure, à chaque hausse de la température. Pour un temps de chauf-fage de 2 minutes, l’augmentation des TSNA fut relativement mineure jusqu’à une température d’environ 200 °C mais les niveaux se mirent à presque doubler quand la température du four atteignit 250 °C. Pour un temps de chauffage de 5 minutes, la hausse des TSNA s’enclencha à une température approximative de 150 °C pour atteindre un pic à 200 °C qui provoqua plus qu’un doublement du niveau initial des TSNA. Un chauffage prolongé à 250 °C (5 minutes) déclencha un phénomène de décomposition des TSNA dont les niveaux se mirent à chuter.

Contributions to Tobacco & Nicotine Research

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

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Tobacco-specific nitrosamines (TSNAs) including nitrosoanabasine (NAB), nitrosoanatabine (NAT), 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), and...

Variations of TSNA Levels in Tobaccos Upon Heating at Moderate Temperatures

Published Online: Sep 25, 2020

Page range: 84 - 96

Received: Mar 19, 2020

Accepted: Jul 28, 2020

DOI: https://doi.org/10.2478/cttr-2020-0009

Keywords
TSNAs, tobacco heating, moderate temperatures

© 2020 Serban C. Moldoveanu et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Variations of TSNA Levels in Tobaccos Upon Heating at Moderate Temperatures

Published Online: Sep 25, 2020

Page range: 84 - 96

Received: Mar 19, 2020

Accepted: Jul 28, 2020

DOI: https://doi.org/10.2478/cttr-2020-0009

KeywordsTSNAs, tobacco heating, moderate temperatures

© 2020 Serban C. Moldoveanu et al., published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Keywords
TSNAs, tobacco heating, moderate temperatures