Управление диацетилзаменителями: профиль безопасности ацетоина и ацетилпропионила

Автор:Научно-исследовательская группа, CUIGUAI Flavoring

Опубликовано:Guangdong Unique Flavor Co., Ltd.

Last Updated: 17 декабря 2025 г.

1Опасности диацетила во вкусе жидкости для электронных сигарет

Диацетил (2,3-бутандион) представляет собой простой дикетон, используемый из-за его маслянистого или сливочного вкуса в пищевых продуктах и ​​жидкостях для электронных сигарет. Он обладает насыщенным маслянистым ароматом, но известен своей опасностью при вдыхании. Профессиональное воздействие диацетила на предприятиях по производству попкорна, приготовленных в микроволновой печи, и на производстве ароматизаторов было связано с облитерирующим бронхиолитом – тяжелым, необратимым заболеванием легких, которое часто называют «попкорновыми легкими». У пострадавших рабочих мельчайшие дыхательные пути покрываются рубцами и закупориваются, что приводит к хроническому кашлю, сильной одышке, хрипам и усталости. Это состояние является постоянным и изнурительным. В конце 1990-х и начале 2000-х годов многочисленные случаи заболевания среди сотрудников фабрик по производству попкорна показали, насколько токсичными могут быть пары диацетила. Исследования на животных подтвердили это: вдыхание паров ароматного масла вызывало гибель клеток дыхательных путей и воспаление у крыс. К началу 2000-х годов агентства здравоохранения США, такие как NIOSH и OSHA, выпускали предупреждения о диацетиле, а производители ароматизаторов научились контролировать воздействие с помощью вентиляции и респираторов, чтобы защитить рабочих от токсичных паров.

Анализ химической безопасности жидкостей для электронных сигарет

2Почему диацетил был заменен

Учитывая серьезные риски для здоровья, авторитетные производители жидкостей для электронных сигарет отказались от диацетила. После 2010 года многие компании приняли политику использования ароматизаторов без диацетила. На потребителей и регулирующие органы история о легких попкорна произвела впечатление. Американская ассоциация легких отмечает, что родственные ароматизаторы, такие как ацетоин, могут распадаться на диацетил (вредное соединение) и что ацетилпропионил (2,3-пентандион) – часто используемый в качестве «безопасного» заменителя – на самом деле оказываетаналогичные риски для здоровьялегк.орг. Другими словами, простая замена одного дикетона на другой не устранила опасность. Реакция отрасли была активной: многие бренды теперь регулярно тестируют как сырые ароматизаторы, так и готовые жидкости для электронных сигарет, чтобы убедиться, что они содержат незначительное количество дикетонов. Последовали предупреждения на упаковке электронных сигарет и нормативные рекомендации. Например, некоторые штаты США теперь регулируют использование этих химикатов при производстве ароматизаторов. В целом, отказ от диацетила обусловлен принципом предосторожности и новейшими достижениями науки.

3Ацетоин: распространенная альтернатива диацетилу

Ацетоин (3-гидрокси-2-бутанон) — природное соединение с мягким маслянисто-сливочным ароматом. Он содержится в молочных продуктах, сливочном масле и различных ферментированных продуктах, а также может быть получен синтетическим путем. Химически ацетоин представляет собой α-гидроксикетон (C₄H₈O₂), а не дикетон, подобный диацетилу. Он бесцветен, растворим в воде и имеет сладкий, мягкий запах. В рецептуре вкуса ацетоин придает сливочный или йогуртовый оттенок и часто используется, когда составители рецептур хотят получить легкий маслянистый оттенок без полного содержания диацетила.

Важно отметить, что ацетоин гораздо менее летуч, чем диацетил. Он кипит около 150°C, а давление его пара при комнатной температуре (20°C) очень низкое (около 1,4 мм рт. ст.).femaflavor.org. Для сравнения, давление паров диацетила составляет порядка 55 мм рт. ст. при 20°C.femaflavor.org, что означает, что диацетил легче испаряется в воздух. Ацетилпропионил имеет промежуточное давление паров (~ 24 мм рт. ст.).femaflavor.org. Эта разница в летучести означает, что в условиях окружающей среды гораздо меньше ацетоина присутствует в виде пара, который можно вдыхать, что согласуется с его более низкой наблюдаемой токсичностью.

Для сравнения: ацетоин разрешен для употребления в пищу. FDA США вносит его в список разрешенных ароматизаторов (21 CFR 182.60). В качестве пищевой добавки он считается GRAS (общепризнанным безопасным) и появляется в таких продуктах, как маргарин, конфеты, мороженое и фруктовые ароматизаторы. Однако безопасность при проглатывании не означает автоматически безопасность при вдыхании. В легких ацетоин обрабатывается совсем иначе, чем при переваривании.

Лабораторные исследования оценили влияние ацетоина на дыхательную систему. В контролируемых ингаляционных экспериментах группы крыс и мышей подвергались воздействию паров ацетоина (6 часов в день, 5 дней в неделю) в концентрациях до800 частей на миллионв течение 2 недель или даже 3 месяцевIndustrialchemicals.gov.auIndustrialchemicals.gov.au. Примечательно, что в этих исследованиях сообщалось«нет существенных побочных эффектов, связанных с воздействием»у любого из животных в любой тестируемой дозеIndustrialchemicals.gov.auIndustrialchemicals.gov.au. Животные оставались здоровыми, без существенных изменений массы тела или патологии легочной ткани по сравнению с контролем. Другими словами, в реалистичных дозах, соответствующих рабочему месту, ацетоин не вызывал фиброза или воспаления дыхательных путей, наблюдаемых при приеме диацетила.

Несмотря на такой благоприятный профиль безопасности, разработчикам рецептур все же следует осторожно обращаться с ацетоином. Ключевой проблемой является химическая стабильность: ацетоин может окисляться до диацетила, особенно в присутствии воздуха, света или при длительном хранении. Научные оценки отмечают, что«В жидкостях для электронных сигарет ацетоин разлагается до диацетила»Industrialchemicals.gov.au. На практике это означает, что жидкость для электронных сигарет с ацетоином может со временем медленно накапливать следы диацетила. Если такую ​​жидкость позже выпарить, любой образовавшийся диацетил будет вдыхаться. Чтобы смягчить это, производители могут добавлять антиоксиданты (например, BHT), использовать янтарную упаковку для блокировки света или часто производить свежие партии. Таким образом, хотя сам ацетоин продемонстрировал низкую опасность при вдыхании, сохранение его чистоты и мониторинг побочных продуктов диацетила имеют важное значение.

Схема рисков диацетила, ацетоина и АП

4Ацетилпропионил (2,3-пентандион): осторожный заменитель

Ацетилпропионил, известный в химической терминологии как 2,3-пентандион, является еще одним ароматизатором, используемым из-за его маслянисто-карамельного запаха. Он имеет химическую формулу C₅H₈O₂ и структурно подобен диацетилу (по сути, диацетилу с одним дополнительным атомом углерода в цепи). Имеет несколько более продолжительный, чуть менее сладкий аромат. В ароматизаторах жидкостей для электронных сигарет часто выбирают ацетилпропионил, чтобы имитировать сливочные нотки диацетила. В отличие от ацетоина, ацетилпропионил представляет собой α-дикетон (как и диацетил) и умеренно легко испаряется (давление его пара составляет около 23,8 мм рт. ст. при 20°C).femaflavor.org(значительно выше, чем у ацетоина).

Из-за этого сходства токсикологи относились к ацетилпропионилу с осторожностью. Исследования при вдыхании показывают, что 2,3-пентандион может нанести вред дыхательным путям. Ключевой вывод заключается в том, что2,3-пентандион показалпо силе действия аналогичен диацетилув повреждении дыхательных путейncbi.nlm.nih.gov. В 3-месячном исследовании NTP при вдыхании (как описано выше) грызуны, подвергшиеся воздействию высоких уровней 2,3-пентандиона, показали явные побочные эффекты: при концентрации 50–100 ppm у крыс и мышей во время воздействия развивались аномальные модели дыхания и чихание.ncbi.nlm.nih.gov. При вскрытии у самок крыс, подвергшихся воздействию 100 ppm, наблюдался значительно больший вес легких и легкое воспаление. Эти физиологические изменения указывают на то, что легкие реагировали на токсическое воздействие. Короче говоря, данные на животных показывают, что ацетилпропионил почти так же эффективен, как и диацетил, при повреждении дыхательных путей.

Данные о воздействии на человека конкретно ацетилпропионила ограничены. Однако, учитывая его химическое родство с диацетилом, эксперты советуют относиться к нему как к потенциально опасному. Американская ассоциация легких прямо отмечает, что«Ацетилпропионил… часто используемый в качестве заменителя диацетила, имеет аналогичные риски для здоровья»легк.орг. На практике многие компании теперь маркируют ацетилпропионил с той же осторожностью, что и диацетил. Некоторые бренды жидкости для электронных сигарет в последние годы полностью исключили ее из своих формул.

Если кратко сравнить:

• Ацетоин– α-гидроксикетон, низкая летучесть и низкая токсичность согласно исследованиям при вдыхании.gov.auIndustrialchemicals.gov.au. Безопасен для употребления в пищу, обычно безвреден для легких, но со временем может окисляться до диацетила.
• Ацетилпропионил (2,3-пентандион)– α-дикетон, умеренная летучесть и токсичность при вдыхании аналогична диацетилу.nlm.nih.govncbi.nlm.nih.gov. Следует рассматривать как серьезную опасность при вдыхании.

Таким образом, ацетоин является более мягкой альтернативой и широко используется для получения сливочных нот, но даже он требует осторожности. Ацетилпропионил, хотя и эффективен для вкуса, требует строгого обращения и минимизации, как и диацетил.

Тестирование контроля качества жидкости для электронных сигарет

5Стратегии безопасного управления вкусом

Управление безопасностью ароматизаторов в жидкостях для электронных сигарет требует комплексного подхода:

• Используйте ингредиенты высокой чистоты:Приобретайте ароматизаторы от надежных поставщиков, которые гарантируют отсутствие диацетила и проходят тестирование на дикетоны. Требуйте сертификаты анализа, показывающие необнаружимые уровни диацетила и 2,3-пентандиона. При использовании ароматизаторов на основе ацетоина проверьте их чистоту и рекомендации по хранению.
• Строгое тестирование:Проводить лабораторные испытания сырых ароматизаторов и готовых жидкостей для электронных сигарет. Аналитические методы, такие как газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС), могут обнаруживать диацетил и ацетилпропионил на уровне частей на миллиард. Проверяйте каждую партию ароматизатора на наличие нежелательных дикетонов. Тестируйте готовые жидкости для электронных сигарет как в жидком виде, так и в виде конденсата паров, чтобы улавливать любые побочные продукты, образующиеся во время парения.
• Контролируемые производственные практики:Производите операции по смешиванию и наполнению ароматизаторов в хорошо вентилируемых помещениях или вытяжных шкафах. Обеспечьте работников соответствующими средствами индивидуальной защиты (перчатки, очки, респираторы), если существует риск вдыхания концентрированных паров. По возможности используйте закрытые емкости для смешивания и ограничьте открытое обращение с высокоароматическими концентратами вкуса.
• Предотвращение окисления:Храните запасы ароматизаторов и готовые жидкости для электронных сигарет правильно, чтобы свести к минимуму конверсию ацетоина. Например, храните их в бутылках из янтарного стекла, чтобы блокировать свет, промывайте контейнеры азотом или аргоном для удаления кислорода и храните их при стабильной температуре. Маркируйте и чередуйте инвентарь; не используйте выдержанные ароматизаторы ацетоина, которые могли окислиться.
• Обучение сотрудников и информирование об опасностях:Убедитесь, что весь персонал, участвующий в работе с ароматизаторами, прошел обучение по опасностям для органов дыхания, связанным с диацетилом, ацетилпропионилом и родственными соединениями. Обновите паспорта безопасности (SDS), чтобы отразить риски при вдыхании. Четко объясните, что опасность «вкусовой формулы» может включать скрытые дикетоны, поэтому будьте осторожны со всеми сливочными/маслянистыми ароматами.
• Уменьшите воздействие:Поддерживайте хорошую вентиляцию HVAC с фильтрованной вытяжкой. Рассмотрите возможность периодического мониторинга воздуха на наличие летучих органических соединений, если доступны датчики лабораторного класса. Если воздействие невозможно полностью контролировать, внедрите административные меры контроля, такие как ограничение времени, которое работник тратит на выполнение задач с высокой концентрацией вкуса.
• Гарантия качества:Провести исследования стабильности/срока годности. Например, храните образец каждого состава жидкости для электронных сигарет в условиях ускоренного старения (тепло, свет) и проводите повторные испытания через определенные промежутки времени, чтобы убедиться в отсутствии появления диацетила. Такие шаги по обеспечению качества выявляют любые скрытые риски еще до того, как продукты дойдут до потребителей.
• Прозрачность для клиентов:Многие ведущие бренды жидкостей для электронных сигарет теперь публично делятся лабораторными отчетами, подтверждающими отсутствие дикетонов в их продуктах. Четко маркируйте продукты или маркетинговые материалы как «Не содержащие диацетила, 2,3-пентандиона» или аналогичные. Обучение потребителей (даже нишевых любителей) этим вопросам укрепляет доверие и демонстрирует ответственность.

Передовые методы снижения воздействия включают в себя:высокоэффективная вентиляция (локальные вытяжные шкафы), обработка в закрытой системе и ношение подходящих респираторов при работе с нагретыми или аэрозольными ароматизаторами.

Этапы контроля качества включают в себя:тщательная квалификация поставщиков (аудит, документация), отбор проб партий входящих ароматизаторов и постоянная аналитическая проверка готовой продукции. Наша компания может помочь клиентам, предоставив рекомендации по тестированию и рекомендуемые методы измерения.

6Нормативное руководство и отраслевой консенсус

Действующие правила в отношении этих ароматизирующих химикатов различаются в зависимости от региона, но существует тенденция к ужесточению контроля. В некоторых местах (например, в Калифорнии) правила производства ароматизаторов прямо касаются альтернатив диацетилу. На международном уровне правила Европейского Союза уже полностью запрещают диацетил и 2,3-пентандион в жидкостях для электронных сигарет. Регулирующие органы (например, FDA в США) дали понять, что они контролируют вкусовые компоненты, даже если формальные ограничения на ацетоин или ацетилпропионил еще не установлены.

Отраслевые организации также используют передовой опыт. Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов (FEMA) и Международная ассоциация ароматизаторов (IFRA) проводят оценки безопасности ароматизирующих химических веществ. Например, последний отчет Национальной токсикологической программы (2023 г.) подтверждает, что ацетоин при вдыхании высоких доз у животных не оказывал побочных эффектов.Industrialchemicals.gov.au. Эти официальные результаты обнадеживают разработчиков рецептур, использующих ацетоин. В то же время IFRA рекомендует наносить предупредительные этикетки на вдыхаемые продукты, содержащие известные раздражители дыхательных путей.

Таким образом, профессиональный консенсус ясен: избегайте использования диацетила и 2,3-пентандиона во вкусах жидкостей для электронных сигарет; используйте ацетоин с прозрачностью его пределов; и относиться к ацетилпропионилу как к потенциальной опасности. Придерживаясь опубликованных рекомендаций и будучи в курсе новых исследований, производители опережают нормативные требования. Например, после запрета на ароматизаторы в ЕС в 2022 году многие компании уже отказались от дикетонов. Наша команда постоянно следит за такими изменениями, чтобы наши клиенты соответствовали требованиям.

7Резюме и рекомендации

Репутация диацетила как опасного для легких препарата побудила производителей ароматизаторов искать альтернативы. Ацетоин и ацетилпропионил являются двумя наиболее распространенными заменителями маслянистых ароматизаторов жидкостей для электронных сигарет. Научные данные свидетельствуют о том, чтоацетоин сравнительно безопасен при вдыхании, не обнаруживающий легочной токсичности в исследованиях на животныхIndustrialchemicals.gov.au. Однако ацетоин может медленно окисляться в диацетил, если с ним неправильно обращаться.Industrialchemicals.gov.au, поэтому контроль за хранением и оборотом имеет важное значение.Ацетилпропионил (2,3-пентандион), напротив, ведет себя в легких почти как диацетил. Токсикологические исследования показывают, что он вызывает изменения в дыхательных путях при умеренных дозах.ncbi.nlm.nih.govncbi.nlm.nih.gov. Соответственно, его следует свести к минимуму или устранить, где это возможно.

Ключевые рекомендации:Используйте только сертифицированные вкусоароматические ингредиенты высокой чистоты; аналитически убедиться, что ваши конечные жидкости для электронных сигарет не содержат диацетила и ацетилпропионила; использовать технические и административные меры контроля для ограничения любого ингаляционного воздействия; и поддерживать полную прозрачность (например, декларации на этикетке, паспорт безопасности) относительно содержания вкуса. Такой тщательный подход позволяет производителям создавать насыщенный сливочный вкус, сохраняя при этом здоровье работников и потребителей.

Прецизионное смешивание вкусов жидкостей для электронных сигарет

8.Призыв к действию:

Для дальнейшего технического обмена или бесплатных образцов высококачественных вкусоароматических ингредиентов, пожалуйста, свяжитесь с нами. Наши специалисты доступны.

Мы надеемся на сотрудничество с вами в разработке безопасных и инновационных рецептур жидкостей для электронных сигарет.