Иерархия охлаждающих агентов: когда применять WS-3, WS-5 или WS-23 в продвинутых электронных жидкостях

作者： Команда исследований и разработок, CUIGUAI Flavoring

Опубликовано: 广东独特风味有限公司

最后更新：2026年1月10日

Иллюстрация рецепторных узлов охлаждающих агентов

导言：电子烟中“冰”感的演变

在电子烟行业的萌芽时期，“冷却”概念单一而极端，始终围绕薄荷醇展开（Mentha arvensis or synthetic l-Menthol). For decades, menthol had been the standard additive in combustible tobacco products, prized for its ability to anesthetize the throat and mask the harshness of smoke. Naturally, it migrated into early e-liquids. However, as the industry evolved from simple “cig-a-likes” to complex open-system modifications, and finally to the high-wattage sub-ohm devices and high-nicotine disposable pods of today, the limitations of menthol became glaringly apparent.

薄荷醇不仅仅是冷却剂，更是一种独特的风味。它拥有浓郁、强烈的薄荷香气，富含萜类化合物，带有微妙的樟脑香。虽然在薄荷、烟草及某些糖果风味中表现出色，但对于细腻精致的配方而言，却是调配的噩梦。试图用薄荷醇模拟“草莓芝士蛋糕”或“温暖香草布丁”的冷感，必然会破坏整体风味。其清新的薄荷香与糕点元素的融合，容易引发感官的不和谐，令消费者难以接受。

Это ограничение породило спрос на «скрытое охлаждение» — агенты, способные вызывать физиологическое ощущение холода без характерного запаха или аромата. Входят в игру серии амидов WS. Изначально разработанные компанией Wilkinson Sword в 1970-х годах для использования в пенах для бритья с целью создания охлаждающего ощущения без яркого мятного запаха, эти соединения — особенно WS-3, WS-5 и WS-23 — стали основой современного сегмента «Лед» в вейпинге.

Сегодня сегмент «Лед» является, пожалуй, крупнейшим в мировой индустрии вейпинга, особенно в секторе одноразовых картриджей. Однако широкое распространение этих веществ привело к их стандартизации и превращению в товар, где многие разработчики воспринимают их как взаимозаменяемые белые порошки, что зачастую приводит к продуктам либо с чрезмерно сильным холодом, либо с химическим горьким вкусом, либо склонным к кристаллизации.

Будучи производителем специализированных ароматизаторов, мы убеждены, что различие между «хорошим» и «премиум» вейпом зачастую определяется термической инженерией жидкости. Эта статья представляет собой авторитетное техническое руководство по «Большой тройке» охлаждающих агентов, раскрывающее их химическую структуру, физиологические механизмы и оптимальные сценарии использования, чтобы помочь вам овладеть искусством холода.

第一章：寒冷的生理机制——理解TRPM8

Чтобы понять, как использовать эти вещества, необходимо сначала понять, как человеческое тело воспринимает «холод». Интересно, что ощущение холода, вызываемое этими агентами, — иллюзия. Температура тканей фактически не понижается. Вместо этого эти молекулы взаимодействуют с определенным ионным каналом в сенсорных нейронах, известным как TRPM8 (Transient Receptor Potential Melastatin 8).

TRPM8通道是人体感受寒冷的主要分子传导器。在正常生理条件下，当环境温度降至约26°C（78.8°F）以下时，TRPM8被激活。激活后，通道打开，钙离子（Ca2+）和钠离子（Na+）大量流入神经细胞，导致去极化，从而引发动作电位——传递至大脑的“寒冷”信号。

Охлаждающие агенты, такие как ментол и серии WS, выступают в роли агонистов этого рецептора. Они связываются с каналом TRPM8 и снижают пороговое значение напряжения, необходимое для его активации. По сути, они обманывают нерв, заставляя его посылать сигнал о холоде при температуре тела (37°C), несмотря на то, что ткань остается теплой.

Ключевое отличие для разработчиков — это то, что рецепторы TRPM8 не равномерно распределены по всей полости рта и дыхательным путям. Их плотность варьируется на языке, твердом и мягком небе, в глотке и верхнем пищеводе. Более того, различные охлаждающие агенты обладают разной аффинностью к связыванию и липофильностью (растворимостью в жирах), что определяет их путь перед связыванием и продолжительность пребывания в целевых зонах.

• WS-23Обладает высокой гидрофильностью и быстро связывается с рецепторами на передней части языка.
• WS-3Более липофильный, он способен обходить ранние рецепторы и проникать глубже в слизистую горла.
• WS-5Обладает чрезвычайно высокой аффинностью, насыщая рецепторы на нёбе и в горле для достижения интенсивного эффекта.

Понимание этого «картирования рецепторов» — ключ к созданию полноценного спектра ощущений охлаждения.

Цитата 1: The mechanism of TRPM8 activation by cooling agents is extensively detailed in research published by the National Center for Biotechnology Information (NCBI), specifically in studies regarding “TRP Channels and Thermosensation,” which elucidate how agonists like menthol and icilin modulate voltage-dependent gating.

第二章：详细档案——WS-23（现代标准）

Chemical Name: N,2,3-Trimethyl-2-isopropylbutanamide CAS Number: 51115-67-4 FEMA Number: 3804 Appearance: White crystalline powder Melting Point: 60-63°C

На сегодняшний день WS-23 безусловно занимает лидирующие позиции на рынке вейпинга, особенно в категориях фруктов и напитков. В отличие от WS-3 и WS-5, которые структурно происходят из ментола (обладающего п-ментхановым кольцом), WS-23 имеет алифатическую структуру (открытую цепь). Эта структурная разница кардинальна: она полностью устраняет ментоловый характер.

1. 感官特性

WS-23 уникален тем, что его ощущение холода преимущественно проявляется в front of the mouth and on the tongue. It has a rapid onset—you feel it almost immediately upon inhalation—and a relatively short decay. It leaves the palate clean. Most importantly, it has zero throat hit. It does not irritate the pharynx or cause the coughing reflex often associated with high levels of menthol or WS-3.

2. Стратегия применения

Поскольку он воздействует на язык (где расположены вкусовые рецепторы), не раздражая глотку, WS-23 является наиболее надежным выбором для сохранения вкусовой точности.

• Fruit Profiles:在芒果、西瓜或蓝莓糖浆等单一水果风味中，WS-23至关重要。它带来仿佛水果刚从冰箱取出的清凉感，同时不掩盖细腻的乙基麦芽酚或果香酯的微妙香气。
• High-Nicotine Salts:在含有20毫克/毫升至50毫克/毫升尼古丁的一次性设备中，尼古丁本身已带来明显的喉感。若再加入具有喉感的WS-3，可能造成口感过于刺喉，令人不适。而WS-23则能降低烟雾的温度，却不增加“咬感”，使高尼古丁的蒸气更加顺滑，令人更易接受。
• Usage Rates:标准用量为30%溶液中的0.5%至3.0%。在“Super Ice”一次性设备中，使用量可接近5%，但接近其溶解极限。

3. 溶解度警示

WS-23 обладает высокой растворимостью в этаноле и пропиленгликоле (PG), но менее — в растительном глицерине (VG). При создании жидкостей с максимально высоким содержанием VG (более 80%) необходимо предварительно растворять WS-23 в PG. Если добавлять его напрямую в базу с высоким содержанием VG в виде порошка, он, скорее всего, не растворится или выпадет в осадок (кристаллы) при холодных температурах во время транспортировки, что приведет к появлению «осколков» в жидкости.

Сравнение материалов WS-23 и WS-3

第三章：详细档案——WS-3（喉感专家）

Chemical Name: N-Ethyl-p-menthane-3-carboxamide CAS Number: 39711-79-0 FEMA Number: 3455 Trade Name: Koolada Appearance: White crystalline powder Melting Point: 88°C

До того как WS-23 стал доминировать, WS-3 (Koolada) был отраслевым стандартом. Это производное ментола, созданное путём модификации молекулы ментола с удалением гидроксильной группы. Это устраняет мятный запах, сохраняя структуру кольца p-ментана, определяющую его связывающее поведение.

1. 感官特性

WS-3 определяется своим location. It bypasses the tongue and hits the back of the throat (pharynx). The sensation is often described as a “kick” or a “bite.” It mimics the harshness of cold alcohol or the bite of a carbonated beverage. It has a slower onset than WS-23; you often don’t feel it until the exhale or even a few seconds after the exhale.

2. Стратегия применения

Несмотря на меньшую популярность как самостоятельный агент, WS-3 остается важным компонентом в сложных формулах.

• Beverage Profiles:若您打造“可乐”、“柠檬水”或“鸡尾酒”口味，单靠WS-23远远不够。饮品中的碳酸或酸度带来一种物理上的“咬感”，而WS-3恰好模拟了喉中的这一触感。仅用WS-23的可乐味，显得平淡无奇；加入少许WS-3，则令人感受到那份“泡腾”的活力。
• Tobacco Menthol:从燃烧薄荷烟过渡的用户，常常觉得WS-23“过于顺滑”，缺乏喉咙的刺激感。将WS-3与传统烟草香料融合，方能带来那份必要的呼吸冲击，满足他们的感官需求。
• Usage Rates:WS-3 обладает высокой мощностью и жесткостью. Обычно его концентрация составляет от 0,5% до 1,5%. Превышение 2% часто вызывает ярко выраженный химический, пластиковый привкус и значительно приглушает другие ароматы.

第四章：详细档案——WS-5（重型火力）

Chemical Name: N-(Ethoxycarbonylmethyl)-3-p-menthanecarboxamide CAS Number: 68489-14-5 FEMA Number: 4309 Appearance: White crystalline powder or solid Melting Point: ~80-82°C

WS-5 — это «ядерный» вариант охлаждающих агентов. Структурно похож на WS-3, но с добавлением этокарбонильметильной группы, он был создан для более высокой аффинности к TRPM8. В исторические годы его отложили из-за послевкусия, однако современные методы синтеза значительно повысили его чистоту и качество.

1. 感官特性

Оценивается, что WS-5 составляет two to three times stronger than WS-3 in terms of cooling intensity. Its primary sensation zone is the roof of the mouth (soft palate) and the back of the tongue, eventually washing down into the throat. It is responsible for the “brain freeze” sensation. The onset is instantaneous and the effect is incredibly lingering—users may still feel the cold 5 to 10 minutes after vaping.

2. Стратегия применения

WS-5 редко используют как единственный агент, поскольку он легко может подавлять остальные ощущения.

• The “Booster” Role:WS-5 лучше использовать как добавку для усиления. Если в вашей формуле WS-23 создает ощущение «холода, но легкости», добавление следа WS-5 (0,1% — 0,5%) придает ощущению «тяжесть» и плотность, не увеличивая общую концентрацию охлаждающих веществ.
• Extreme Ice Lines:对于如东南亚市场等特定细分领域，追求极致“冰冻”感的用户而言，唯有WS-5方能实现这一境界，而不会因大量使用WS-23而引发溶解度的难题。

第五章：叠加艺术——协同配方

Самая распространенная ошибка новых разработчиков — это зависимость от одного агента. Для достижения «трехмерного» эффекта охлаждения, ощущаемого естественно и погружаящее, необходимо использовать Synergistic Stacking. This involves combining agents to target multiple receptor sites simultaneously.

1. Эффект «ореола»

Путём стимуляции языка (WS-23), нёба (WS-5) и глотки (WS-3) создаётся «ореол» холода, охватывающий сенсорное восприятие пользователя.

2. 推荐叠加比例（黄金三角）：

л Фруктовая смесь для «все-дня» вейпа (ADV):

• Goal:清新果香，顺滑怡人，低疲劳感。
• Ratio:80% WS-23 / 20% WS-3.
• Total Concentration:5% в конечной смеси.
• Why:WS-23 передает фруктовый аромат на языке. Небольшое количество WS-3 придает легкую освежающую хрусткость при выдохе, не вызывая раздражения горла.

л Стиль «Ледяного Взрыва» / одноразовый:

• Goal:极致震撼，瞬间冻结，掩盖尼古丁的刺喉感。
• Ratio:60% WS-23 / 30% WS-5 / 10% WS-3.
• Total Concentration:0% – 4,0% в конечной смеси.
• Why:WS-23 ощущается в первую очередь. WS-5 создает мощное ощущение в середине. След WS-3 обеспечивает ощущение холода глубоко в легких.

л Имитация «Газировки/шипения»:

• Goal:质感与咬感。
• Ratio:50% WS-23 / 50% WS-3.
• Total Concentration:0% – 2,0% в конечной смеси.
• Why:Высокое содержание WS-3 создает ощущение «пощипывания», связанное с лопанием пузырьков карбонации в горле.

第六章：技术难题——溶解度、结晶与减弱

高浓度冷却剂的配制涉及独特的物理化学难题，若未妥善应对，极易引发产品召回危机。

1. Кристаллизация (перекристаллизация)

Охлаждающие агенты — твердые вещества при комнатной температуре. Они растворяются в носителе электронной жидкости (PG/VG). При превышении концентрацией насыщения растворителя, охлаждающий агент возвращается в твердое состояние. Это выглядит как осколки разбитого стекла, плавающие в жидкости или оседающие на дне картриджа.

• The Risk Factor:Глицерин (VG) плохо растворяет эти амиды. Чем выше содержание VG (например, смеси 70/30 или 80/20), тем меньше охлаждающего агента может содержать жидкость.
• The Solution:请勿在高VG液体中超过3.5%的冷却剂总负载。在加入主批次之前，务必用温和的加热（40°C）将晶体预先溶解于纯丙二醇中。如使用预稀释溶液（通常为30%浓度），请确保在分配前充分摇匀。

2. Смягчение вкуса

Это биологический, а не химический феномен. Экстремально низкая температура вызывает вазоконстрикцию (сужение сосудов) в ротовой полости и десенсибилизацию вкусовых рецепторов. Более того, мозг придает приоритет сильному ощущению «холода» над тонкими ароматическими сигналами.

• The “Cream” Problem:Кремовые, ванильные и молочные ноты первыми исчезают под сильным охлаждением. Сложные летучие соединения, формирующие «пекарский» профиль, легко маскируются.
• The Solution:При создании «Мороженого» используйте только WS-23 и в низких дозировках (<1,0%). Полностью избегайте WS-3, так как его химический привкус плохо сочетается с молочными продуктами. Возможно, потребуется over-flavor the base concentrate by 15-20% to compensate for the muting effect of the coolant.

3. Загрязнение оборудования

WS-5 и WS-3 обладают высокой стойкостью. Они прочно прилипают к нержавеющей стали и силиконовым уплотнителям в смесительных резервуарах.

The Solution:Выделяйте отдельные резервуары и шланги для продукции с «Льдом». При совместном использовании оборудования обычная горячая промывка недостаточна. Необходимо использовать этаноловый промыв или специализированный цикл очистки с поверхностно-активными веществами, чтобы удалить липофильные остатки охлаждающих агентов, иначе следующая партия «Теплого Табака» будет обладать необъяснимым призрачным охлаждающим эффектом.

Инфографика сравнения охлаждающих агентов

第七章：法规环境与安全考量

在当前对电子烟产品审查日益严格的环境中，制造商必须严守合规与安全的底线，方能立于不败之地。

1. Статус GRAS FEMA

美国香料与提取物制造商协会（FEMA）已对这些物质进行了评估。WS-3（FEMA 3455）、WS-23（FEMA 3804）及WS-5（FEMA 4309）均被列为 GRAS (Generally Recognized As Safe). This designation, however, is primarily based on ingestion (еда/напитки).

Цитата 2: The Flavor and Extract Manufacturers Association (FEMA) maintains a definitive list of GRAS flavoring substances. Their expert panel reviews scientific data to ensure safety for intended use in food, which serves as the baseline for raw material purity in the vaping supply chain.

2. 吸入毒理学

Хотя статус GRAS для пищевых продуктов служит отправной точкой, вдыхание — это физиологически иное явление. Легкие лишены такой же метаболической защиты, как кишечник.

• Recent Studies:Исследование 2021 года, представленное в Tobacco Control analyzed the transfer rates of synthetic coolants in Juul-compatible pods, noting that while ubiquitous, the concentrations in aerosols generally matched the e-liquid, implying stable transfer without thermal degradation into toxic byproducts (like aldehydes) under normal vaping conditions.
• BfR Position:德国联邦风险评估研究所（BfR）指出，关于这些特定化合物的长期吸入数据尚缺乏，敦促制造商遵循预防原则，避免过量使用。

Цитата 3: A study published in Tobacco Control (BMJ Journals) titled “Synthetic cooling agents in US-marketed e-cigarette refill liquids” provides quantitative analysis on the prevalence and concentrations of WS-3 and WS-23, offering benchmarks for standard industry usage rates.

Цитата 4: The German Federal Institute for Risk Assessment (BfR) has issued opinions (e.g., Opinion No 015/2023) regarding the assessment of additives in e-cigarettes, highlighting the need for toxicological data on flavor compounds including cooling agents.

对于制造商而言，透明度至关重要。我们建议：

• Purity Testing:采购纯度超过99.5%的试剂，以避免合成副产物。
• Safety Data Sheets (SDS):为每一批次严格维护安全数据表（SDS）档案。
• TPD Compliance:在欧盟，所有成分，包括冷却剂，均须在TPD申报中如实申报。确保您的CAS编号与批准名单一致，是顺利进入市场的关键所在。

第八章：冷却的未来——超越三巨头

Индустрия не стоит на месте. По мере формирования толерантности к WS-23, компании, занимающиеся ароматами, исследуют следующее поколение охлаждающих средств.

• WS-12:Возможный преемник WS-3. Он активирует TRPM8, но обладает значительно более длительным эффектом и «мягким» начальным воздействием, что делает его привлекательным для терапевтических или «медленных» применений.
• Hybrid Molecules:目前正进行研究，旨在改良酰胺结构，以提升其在VG中的溶解度，从而解决现有高浓度配方中固化的问题。
• Natural Extraction:Существует нишевый, но растущий спрос на «натуральные» электронные жидкости. В то время как синтетические агенты WS являются «идентичными природе» или производными, некоторые бренды исследуют фракционированные дистилляты мяты, удаляющие летучие компоненты аромата и сохраняя охлаждающие прекурсоры, хотя это все еще менее эффективно, чем серия чистых WS.

Заключение: Создание идеальной прохлады

Эра случайного добавления ложки «Ледяной Порошок» в смесительную емкость прошла. Современный потребитель — это изысканный знаток; он различает дешевый, раздражающий горло охлаждающий агент и премиальный, гладкий, мастерски выстроенный профиль охлаждения.

调味品制造是一门融合艺术与化学工程的精妙学问。通过深入理解WS-23、WS-3与WS-5的独特层级，您便能掌控感官体验的奥秘。无论是泡腾的饮品、清新的水果，还是令人满足的薄荷醇，皆可凭借调节TRPM8受体的巧妙操控，巧夺天工，尽在掌握。

В [Название вашей компании] мы не просто продаем порошки — мы предлагаем решения. Мы понимаем тонкий баланс растворимости, сенсорного восприятия и стабильности на полке. Будь то борьба с перекристаллизацией в новой линии одноразовых устройств или исправление приглушенного вкуса заварного крема — ответ кроется в химии.

高端冷却剂产品系列

Призыв к действию: Совершенствуйте свою стратегию формулировки уже сегодня

Сталкиваетесь с проблемами перекристаллизации в ваших линиях с высоким содержанием VG? Заглушает ли ваш текущий охлаждающий состав верхние ноты? Или вы просто ищете более надежный и чистый источник для WS-агентов?

我们的技术团队随时待命，协助您优化冷却层级。我们提供预溶解的冷却基础、纯度极高的晶体原料，以及定制配方的专业咨询。

Свяжитесь с нашими специалистами по ароматизаторам:

Request a “Cooling Discovery Kit” (Samples of WS-23, 3, & 5):