“冰战”：电子烟能冷到何种程度，消费者才会反感？

作者： 翠贵调味研发团队

发布单位： 广东独特香料有限公司

最近更新： 2026年4月6日

冰冻感电子烟

电子烟与电子液行业正陷入一场感官军备竞赛。过去五年，全球市场对“冰”、“冰川”和“零下”风味的需求呈指数级增长。早期开放式电子烟中微妙而清新的薄荷基调，逐渐演变为极端追求绝对寒冷，这一切主要由一次性电子烟的爆炸性流行所推动。如今，电子液制造商和香料化学师不断突破合成冷却剂的边界，试图带来最强烈、最冰冷的喉感体验。然而，随着配方中化学冷却剂浓度不断升高，一个关键问题也随之浮现： How cold can vapes go before consumers recoil?

作为高端香精与专用冷却剂的领军制造商，我们深谙调制完美“冰”电子烟的精妙之道。我们亦清楚，追求极限温度的竞赛充满生理限制、化学配方难题与新兴监管阻碍。“冰战”已不再仅仅是增加薄荷醇那么简单，而是关乎精密工程、分子受体靶向以及对人体呼吸系统生物阈值的深刻理解。

在这份内容丰富、技术详尽的指南中，我们将剖析“冰”效应的生理机制，解析合成冷却剂的化学武库（从WS-3到WS-23及其变体），探讨极端寒冷配方的难题，并审视正在重塑全球电子烟法规的关键毒理数据。无论你是电子液品牌创始人、调配大师，还是法规合规官，理解寒冷背后的科学，都是塑造未来风味的关键所在。

第一章：“冷感”在电子烟中的神经生理学

To understand why consumers crave the “Ice” hit, and conversely, why they eventually recoil from it, we must first look at the human nervous system. When a vaper inhales an ice-flavored e-liquid, they are not actually experiencing a drop in physical temperature. Instead, they are experiencing a complex neurochemical illusion.

1.1 TRPM8受体：人体的温控器

口腔、喉咙及呼吸道的寒冷感，主要由一种被称为的蛋白质通道调控，即 TRPM8 (Transient Receptor Potential Cation Channel Subfamily M Member 8)受体。TRPM8是一种离子通道，表达在支配面部、口腔和鼻腔的三叉神经感觉神经元中。

在正常生理条件下，TRPM8受体由物理温度下降激活，特别是在环境温度低于26°C（78.8°F）时。当激活，它会开启细胞门控，允许钙和钠离子涌入神经元，引发去极化，产生快速电信号沿三叉神经传递至大脑，大脑将其解读为“寒冷”。

However, TRPM8 is also a chemosensor. It can be chemically “tricked” into opening by specific ligand molecules, the most famous of which is menthol. When synthetic cooling agents bind to the TRPM8 receptor during an inhalation, they trigger the exact same ion influx as physical cold. The higher the binding affinity of the coolant molecule, the more intense the sensation of cold, regardless of the actual temperature of the inhaled vapor.

1.2 三叉神经与感觉超载

三叉神经（第V脑神经）负责传递这些感觉信息。轻度激活TRPM8会带来愉悦、清新的感觉，但过度刺激会超越生物阈值，从温感转变为疼痛感。

当配方师将冷却剂推至极端浓度时，大量钙离子的涌入会使感觉神经过度极化，大脑会将这种压倒性的信号误解为剧烈的“冰冻灼烧”。这就是“脑冻”（枕状神经节神经痛）以及消费者在电子液“过冷”时感受到的剧烈胸闷的生理机制。理解这一神经阈值，是认识到“冰战”存在明确生物极限的第一步。

第二章：冰的武库——冷却剂的化学解析

追求完美冷感的努力，推动风味化学超越了天然薄荷提取物的局限。为了在市场中具有竞争力，电子液制造商必须采用多样的合成冷却剂组合，每一种都具有独特的分子结构、结合亲和力和感官表现。

2.1 第一代：薄荷醇

薄荷醇（L-薄荷醇）是所有冷却剂的祖师爷。它可以自然提取自薄荷，也可在实验室合成，易于与TRPM8受体结合。

• Sensory Profile:薄荷醇主要在喉咙和鼻腔产生锐利、局部的冷感。
• The Limitation:薄荷醇具有强烈、鲜明、极具极性且极具争议的薄荷风味。在电子液调配中，为打造“冰镇草莓”或“冰凉芒果”，加入足够的薄荷醇以达到所需的寒冷感，势必会掩盖细腻的水果香气，将风味变成“草莓薄荷”。这种风味抑制特性促使了无味合成替代品的研发。

2.2 第二代：WS-3与Wilkinson Sword的传承

上世纪70年代， Wilkinson Sword公司开展了庞大的研究项目，旨在开发无味的冷却剂，用于剃须膏，以避免薄荷醇带来的刺痛刺激。他们合成了超过1200种化合物，并命名为“WS”系列。

WS-3 (N-Ethyl-p-menthane-3-carboxamide)这是该研究的早期商业成功之一，至今仍是电子烟行业的主流产品。

• Cooling Intensity:大约是薄荷醇的1.5倍强度。
• Sensory Profile:WS-3主要作用于口腔后部和喉咙顶部，带来持久而深沉的寒意。
• Formulation Note:WS-3在高浓度下虽几乎无味，但会带有微弱的苦涩或“樟脑般”的异味，可能破坏细腻的甜点或烘焙风味。

WS-23分子

2.3 第三代：WS-23——行业标配

若有一分子完全引发当前的“冰战”，那便是 WS-23 (2-Isopropyl-N,2,3-trimethylbutyramide)不同于环状结构的薄荷醇和WS-3，WS-23为非环状酰胺结构。

• Cooling Intensity:其原始强度约为薄荷醇的75%，但所带来的感官体验却截然不同。
• Sensory Profile:WS-23以其在口腔前部和舌头上的冷感著称，效果圆润平滑，无刺喉的刺激感，区别于薄荷醇的强烈刺激。
• The Advantage:WS-23 is entirely odorless and tasteless. It allows manufacturers to create a freezing “Iced Watermelon” where the watermelon flavor remains 100% intact, completely free of minty interference. Because of its smoothness, formulators began pushing WS-23 levels from a standard 1% up to a staggering 3%, 4%, or even 5% in disposable devices.

2.4 极端冷却剂：WS-5、WS-12与WS-27

在品牌争夺“最冷电子烟”桂冠的同时，香精公司也从 Wilkinson Sword 档案中复活了其他冷却分子。

• WS-5 (N-(Ethoxycarbonylmethyl)-p-menthane-3-carboxamide):被认为是市面上最强效的冷却剂之一，WS-5的冷却力度几乎是薄荷醇的四倍，带来强烈深沉的胸腔寒意。然而，其高强度极易引发三叉神经痛，并增加电子液结晶的风险。
• WS-12 (Koolada):以持久著称，WS-12带来的冷感在呼吸道中可持续留存，远远超出吐出蒸气的时间。
• Frescolat ML (Menthyl Lactate):常与其他冷却剂配合使用，带来较为温和、自然的冷感，连接WS-23的前味感与WS-3的喉部感受。

2.5 感官对比矩阵

第三章：触及永久冻土——零下温度下的配方难题

随着消费者对冷却剂需求的提升，制造商逐渐意识到突破3%的界限，会引发一系列严峻的物理与化学配方难题。追求绝对零度，不仅仅是添加更多冷却粉末，更需精通电子液的热力学原理。

3.1 溶解阈值与再结晶

如WS-23和WS-3等冷却剂通常以高纯度晶体粉末形式供应，使用前须先溶解于载体溶剂中，最常用的是丙二醇（PG），浓度一般为20%或30%。

冰战中的首个重大难题是 solubility limit丙二醇是一种极佳的溶剂，但植物甘油（VG）——负责产生蒸气的成分——对合成冷却剂的溶解能力极差。在高VG含量的电子液（如70% VG / 30% PG）中，将最终冷却剂浓度推得过高，会导致过饱和。当电子液暴露在略低的环境温度下（如冬季运输或存放于空调仓库），冷却分子便会从溶液中沉淀出来，重新变为固态。

这种再结晶会在电子液瓶中形成WS-23的“碎片”。不仅破坏外观，还带来严重的安全与一致性隐患。如果消费者将结晶块滴入线圈，吸入的将是未稀释的纯冷却剂，可能引发剧烈呼吸刺激，甚至导致线圈立即失效。

3.2 风味减弱现象（大分子屏蔽）

冰战中最隐蔽的问题之一是风味减弱。许多调配师发现，当WS-23浓度极高时，主要风味（如蓝莓果或芒果）会突然消失。

这主要源于 sensory saturation人体嗅觉系统与三叉神经在大脑处理中心共享带宽。当TRPM8受体传递出强烈的“冻结”信号时，大脑会优先响应这股强烈的刺激，而忽略了水果酯类的细腻嗅觉信号。寒冷仿佛在喧嚣中压倒了味道。为此，制造商不得不超量添加香料，并大幅提升蔗糖素（甜味剂）含量，以让水果香气穿透冰冷。这导致过度调味、极度甜腻的电子液，迅速损坏设备。

3.3 线圈结焦与化学降解

极高浓度的合成冷却剂，尤其在为抵消风味减弱而大量添加蔗糖素时，会加速线圈的降解。尽管WS-23本身蒸发较为干净，但在超冰、超甜的液体环境中，化学反应会导致导线与棉芯的早期焦糖化与氧化。配方师需精心调配PG/VG比例、香料含量与冷却剂用量，以确保电子液对线圈的友好性。

香料化学师

第四章：毒理学、暴露边际与全球法规

随着合成冷却剂在商用电子烟中的浓度飙升，尤其是在无监管或灰色市场的一次性产品中，全球卫生组织与监管机构已开始关注。冰战已从消费者偏好的范畴，转向毒理学的严格审查。

负责任的电子液制造商必须认识到，“食品安全”并不意味着“吸入安全”。

4.1 GRAS认知误区

许多合成冷却剂，包括WS-3与WS-23，被归类为 GRAS (Generally Recognized As Safe)由 Flavor and Extract Manufacturers Association (FEMA)然而，这一GRAS地位仅严格适用于 ingestion——通过摄入。消化道拥有强大的代谢机制，但肺部则是极其脆弱的黏膜环境，直接连接血液。将食品安全数据套用到吸入安全，属于危险的误区，监管机构正积极纠正这一点。

4.2 暴露边际（MOE）与最新研究

冰战中最具警示意义的冲击来自学术界。根据一项具有里程碑意义的研究发表在 Nicotine & Tobacco Research由杜克大学Sven-Eric Jordt博士领导的研究团队指出，现代美国市场的电子烟与流行一次性产品中，合成冷却剂的水平已达引发严重监管关注的程度。

该研究采用了一种毒理学指标，称为 Margin of Exposure (MOE). The MOE is a ratio used by risk assessors (such as the WHO) to determine the safety of an exposure level; generally, an MOE of over 100 is considered a safe threshold. The Duke University study modeled the consumption of WS-3 and WS-23 from vaped e-liquids and found that for a vast majority of the high-ice disposable products tested, the MOE fell below几乎所有日常使用场景中，安全边际（MOE）都低于100。这表明，消费者暴露于超出监管机构既定安全阈值的合成冷却剂水平中。

此外， World Health Organization (WHO) Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA)已设定WS-3每日摄入的安全阈值。杜克研究强调，重度吸烟者使用极冰一次性设备，仅通过吸入就可能轻松超出这一每日摄入限值。

4.3 德国BfR风险评估

随着全球监管势头的推进， German Federal Institute for Risk Assessment (BfR)近期对电子烟中WS-23、WS-3和WS-5冷却剂进行了全面分析，发现其结果与美国的担忧一致。

The BfR utilized available toxicological data (including No-Observed-Adverse-Effect-Level or NOAEL metrics derived from oral studies) to establish a Derived No Effect Level (DNEL) for inhalation. They calculated the Risk Characterization Ratio (RCR) and concluded that regular consumption of e-liquids with high concentrations of WS-23, WS-3, and WS-5 results in exposure levels where the RCR of 1 is exceeded. In regulatory terms, this means that the BfR believes a health risk for consumers cannot be ruled out, particularly concerning long-term, high-dose exposure. The BfR specifically noted concerns regarding potential systemic toxicity following continuous high-level intake.

4.4 制造商的法规前瞻

这对电子液品牌意味着什么？意味着无限制、无节制的“冰”时代即将终结。美国食品药品管理局（FDA）与欧盟烟草产品指令（TPD）正加大审查力度，逐步认识到冷却剂不仅被用来规避薄荷禁令，还被添加到水果和糖果风味中，以提升口感，甚至掩盖高浓度尼古丁盐的刺激感。

制造商应采取主动策略，单靠5%的WS-23配方不可持续。品牌应逐步转向更智能、更高效的冷却配方，以更少的化学用量实现理想的感官体验。

第五章：生物极限——何时寒冷变得难以忍受？

即使没有法规限制，冰战终究会触及生物学的天花板。人体具有对持续极端刺激的天然防御机制。

5.1 电子烟用户疲劳与受体下调

当TRPM8受体持续受到高剂量WS-23的刺激时，神经系统会产生适应性反应，即“感官适应”或俗称的“电子烟舌”。受体会降低敏感度，以保护神经通路免受过度刺激。

因此，使用“Max Ice”一次性电子烟的消费者，几天后会觉得冷感减弱。此循环存在危险——为了获得相同的“刺激”，他们会追求更极端的冷感产品。而与此同时，虽然 perception随着冷感的减弱，化学物质的物理接触仍在持续，悄然刺激肺部黏膜。最终，刺激感超过冷感，导致咳嗽、喉咙紧绷，消费者因此反感退出。用户会突然放弃原有风味，转而寻找无“冰”感的体验，以让受刺激的感受器得以恢复。

5.2 市场地理：全球冰感耐受度差异

有趣的是，反弹阈值并非普遍一致，而是高度受地区市场偏好影响。

• Southeast Asia (APAC):“冰战”的无可争议的核心市场包括马来西亚、印度尼西亚和菲律宾。由于炎热潮湿的气候，这些地区的消费者对极端冷感的容忍度极高，需求也极为强烈。为这些市场生产的电子液中，WS-23的含量常常达到让西方消费者觉得疼痛的水平。
• United Kingdom and European Union:欧洲电子烟用户普遍偏好更为平衡的风味。虽然“冰”系列受欢迎，但欧洲市场倾向于拒绝亚太地区偏好的极端、冻肺的产品，更喜欢与水果风味相辅相成的清凉感。遵守TPD法规与严格的健康意识也限制了“冰”风潮的扩散。
• United States:美国市场呈现深度分裂。传统开放式电子烟用户偏好适度冷感，而以年轻人为主导的一次性产品市场则极度推崇极端“冰感”。然而，受近期FDA预审（PMTA）严格打击以及法规环境变迁的影响，美国制造商正逐步降低冷却剂浓度，以规避监管压力。

理解这些地理差异的温度阈值，对于以出口为导向的电子液制造商尤为关键。在吉隆坡获奖的配方，或许在伦敦根本难以销售。

第六章：未来工程——平衡的冷却配方

随着生理反弹与监管压力逐渐限制单一高浓度冷却剂的使用，制造商如何满足消费者对清新感的追求？答案在于精准的风味设计与化学协同。

6.1 冷却剂层叠的艺术

比起直接在配方中加入4%的WS-23，调配大师们采用“叠层”技术，将多种冷却剂以更低浓度叠加，打造出立体而强烈的寒冷感，同时避免超出毒理安全阈值或掩盖主要风味。

• The Golden Ratio (WS-23 + WS-3):一种常见且高效的调配方法是将WS-23（带来即时平滑的前味感受）与较少比例的WS-3（传导寒意至喉咙后部）相结合。例如，1.0%的WS-23配合0.3%的WS-3，比单独使用2.0%的WS-23带来更持久、更令人满意的冷感，同时有效降低了35%的化学用量。
• Menthyl Lactate Synergy:在WS-23配方中加入微量的Frescolat ML（乳酸薄荷酯），能缓和合成冷却剂的化学锐利感，为水果风味，尤其是柑橘和浆果调合，带来更自然的多汁感。

6.2 利用酯类与酸类

冷却剂的效果并非孤立存在，其感知强度深受周围电子液的pH值与化学成分影响。

• Malic Acid and Citric Acid:天然水果酸的加入降低了电子液的pH值，从而增强寒冷感。酸涩的青苹果风味会比浓郁奶油香草布丁更具清凉与提神的效果，即使两者所含WS-23百分比相同。
• Sweetener Modulation:与其通过增加蔗糖素来对抗风味减弱，不如采用极少量的风味增强剂如乙基麦芽酚，让天然香料的高音调自然穿透冷却层，保持风味的纯净。

6.3 先进的均质与熟化工艺

为提高低剂量冷却剂的效率，制造商必须确保分子分布的均匀。生产过程中采用高剪切均质技术，确保WS晶体充分溶解、均匀分布于PG/VG基质中。适当的熟化时间使冷却剂与香味挥发物充分结合，避免出现“化学分离”的口感，使冷感与水果风味融合为一体，呈现出完整和谐的味觉体验。

风味与冷感

结语：在冰战中生存

“冰战”推动了电子液行业的巨大创新，从最初的粗糙薄荷到现代合成酰胺的精细、精准冷感。然而，当我们逐步逼近人体生理极限和法规底线，电子烟能达到的极端寒冷程度时，行业必须作出转变。

单纯粗暴的配方已不可行。来自德国联邦风险评估研究所（BfR）与杜克大学研究者的毒理学审查日益严苛，显示大量使用WS-23和WS-3存在无法量化的长期风险，促使监管趋严。未来的冷却技术在于精细：理解受体生物学，利用协同冷却层叠，尊重安全边际（MOE）阈值，并以最小的化学足迹，打造极致的感官盛宴。

As a manufacturer, your goal shouldn’t be to make the coldest vape on the market; your goal should be to make the best一种可以让消费者全天、每日持续享用的冷感电子烟，无需担心身体反应或风味疲劳。

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