“冰”战：电子烟能冷到多冷才让消费者退缩？

作者：研发团队，CUIGUAI Flavoring

发表者：Guangdong Unique Flavor Co., Ltd.

Last Updated: 2026 年 4 月 6 日

冰霜电子烟模组

电子烟和电子烟油行业目前正处于感官军备竞赛之中。过去五年，全球市场对“冰”、“冰川”和“零度以下”风味的需求呈指数级增长。在开放式电子烟的早期，最初是一种微妙、清爽的薄荷味，现在已经升级为对绝对零的积极追求，这在很大程度上是由一次性电子烟设备的爆炸式流行推动的。如今，电子烟油制造商和香料化学家不断突破合成清凉剂的界限，试图提供最强烈、冰凉的击喉感。但随着我们继续在配方中添加越来越高浓度的化学冷却剂，我们行业出现了一个关键问题：电子烟能冷到多冷才让消费者退缩？

作为优质香料和电子烟油专用冷却剂的领先制造商，我们了解配制完美“冰”电子烟所需的微妙炼金术。我们还认识到，温度计底部的竞争充满了生理限制、化学配方障碍和新出现的监管障碍。 “冰战”不再仅仅是添加更多的薄荷醇；而是添加更多的薄荷醇。它们涉及精密工程、分子受体靶向以及了解人类呼吸系统的生物阈值。

在这本全面、技术丰富的指南中，我们将剖析“冰”效应。我们将探索冷却剂的神经生理学，分解合成冷却剂的化学武器（从 WS-3 到 WS-23 等），分析极冷的配方挑战，并检查目前正在重塑全球电子烟法规的关键毒理学数据。无论您是电子烟油品牌所有者、调酒师还是监管合规官，了解冷感背后的科学对于设计风味的未来至关重要。

第一章：电子烟中“冷”的神经生理学

要了解为什么消费者渴望“冰爽”，以及为什么他们最终会排斥“冰爽”，我们必须首先看看人类的神经系统。当电子烟爱好者吸入冰味电子烟油时，他们实际上并没有经历物理温度的下降。相反，他们正在经历一种复杂的神经化学错觉。

1.1TRPM8 受体：身体的恒温器

口腔、喉咙和呼吸道的冷感主要由一种称为“通道”的特定蛋白质通道控制。TRPM8（瞬时受体电位阳离子通道亚家族 M 成员 8）TRPM8 是一种在三叉神经感觉神经元中表达的离子通道，为面部、口腔和鼻腔提供服务。

在正常生理条件下，TRPM8 受体会因物理温度下降而被激活，特别是当环境温度低于 26°C (78.8°F) 时。当激活时，受体打开其细胞大门，允许钙和钠离子涌入神经元。这种去极化会沿着三叉神经向大脑发送快速电信号，大脑将其解释为“冷”。

然而，TRPM8 也是一种化学传感器。它可以通过特定配体分子以化学方式“诱骗”打开，其中最著名的是薄荷醇。当合成清凉剂在吸入过程中与 TRPM8 受体结合时，它们会触发与物理寒冷完全相同的离子流入。无论吸入蒸气的实际温度如何，冷却剂分子的结合亲和力越高，冷感越强烈。

1.2三叉神经和感觉超负荷

三叉神经（颅神经 V）负责传递这些感觉细节。虽然 TRPM8 的轻度激活会产生令人愉悦、清爽的感觉，但过度刺激会跨越从热感知到伤害感知（疼痛感知）的生物阈值。

当电子烟液配方师将清凉剂推至极端浓度时，钙离子的大量涌入会使感觉神经元超极化。大脑开始将这种压倒性的信号解释为不是一阵清爽的微风，而是一种侵略性的、冰冷的灼烧感。这就是“大脑冻结”（蝶腭神经节神经痛）背后的生理机制，以及当电子烟液“太冷”时消费者会经历的剧烈、不舒服的胸闷感。了解这一神经阈值是认识到冰战存在明确的生物学限制的第一步。

第 2 章：冰库：冷却剂的化学分解

对完美清凉效果的追求使得风味化学远远超出了天然薄荷提取物的限制。为了在配方中具有竞争力，电子烟油制造商必须利用多样化的合成冷却剂组合，每种组合都有其独特的分子结构、结合亲和力和感官特征。

2.1第一代：薄荷醇

薄荷醇（L-Menthol）是所有清凉剂的鼻祖。薄荷醇从薄荷中天然提取或在实验室合成，很容易与 TRPM8 受体结合。

• 感官概况：薄荷醇主要在喉咙和鼻腔中提供强烈的局部清凉效果。
• 限制：薄荷醇具有强烈、独特且高度极化的薄荷味。在烟油配方中，如果你想制作“冰草莓”或“冰芒果”，添加足够的薄荷醇以达到所需的冷度将不可避免地覆盖精致的水果香，将轮廓变成“草莓薄荷”。这种味道减弱的特性需要开发无味的合成替代品。

2.2第二代：WS-3 和威尔金森剑遗产

20 世纪 70 年代，Wilkinson Sword 公司开展了一项大规模研究项目，开发用于剃须膏的无味清凉剂，以避免薄荷醇的刺痛刺激。他们合成了 1,200 多种化合物，并将其命名为“WS”系列。

WS-3（N-乙基-对薄荷烷-3-甲酰胺）是这项研究的首批重大商业成功之一，并且仍然是电子烟行业的主要产品。

• 冷却强度：大约比薄荷醇强1.5倍。
• 感官概况：WS-3 主要攻击口腔后部和喉咙顶部。它提供了一种挥之不去的、深深的寒冷。
• 配方注意事项：虽然 WS-3 基本上无味，但浓度非常高时，会产生轻微的苦味或“类似樟脑”的异味，从而影响精致的甜点或烘焙食品的风味。

WS-23分子

2.3第三代：WS-23 – 行业标准

如果有一个分子对当前冰战状态负有全部责任，那么它就是WS-23（2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺）。与环基结构的薄荷醇和 WS-3 不同，WS-23 是无环酰胺。

• 冷却强度：About 75% of the raw intensity of menthol, but its perceived effect is profoundly different.
• 感官概况：WS-23以其“口腔前部”和舌头冷却效果而闻名。它是完全圆形、光滑的，并且没有薄荷醇带来的刺耳的刺痛感。
• 优点：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极限冷却液：WS-5、WS-12 和 WS-27

随着各品牌争夺“最冷电子烟”的称号，调味品公司已经从威尔金森之剑档案中复活了其他分子。

• WS-5（N-（乙氧基羰基甲基）-对薄荷烷-3-甲酰胺）：WS-5 被认为是最有效的市售冷却剂之一，其强度几乎是薄荷醇的四倍。它提供了一种残酷的、深入胸腔的寒冷。然而，其高强度使其极易引起三叉神经疼痛，并且在电子液体中结晶的风险较高。
• WS-12（胶水）：以极长寿而闻名。 WS-12 的清凉感在蒸气呼出后仍会在呼吸道中持续很长时间。
• Frescolate ML（乳酸薄荷酯）：它经常与其他冷却剂结合使用，提供更温和、非常自然的清凉感，弥补了 WS-23 的口腔前部冲击感和 WS-3 的喉咙冲击力之间的差距。

2.5比较感觉矩阵

第 3 章：触及永久冻土层：零度以下的配方挑战

As consumer demand dictates higher coolant levels, manufacturers are discovering that pushing past the 3% barrier introduces a host of severe physical and chemical formulation challenges. The journey to absolute zero is not just about adding more powder; it requires mastering e-liquid thermodynamics.

3.1溶解度阈值和重结晶

Cooling agents like WS-23 and WS-3 are typically supplied as highly pure, crystalline powders. To be used in e-liquids, they must first be dissolved into a carrier solvent, most commonly Propylene Glycol (PG), typically at a 20% or 30% concentration.

冰战中的第一个主要障碍是溶解度极限. Propylene Glycol is an excellent solvent, but Vegetable Glycerin (VG)—the agent responsible for vapor production—is a very poor solvent for synthetic coolants. In high-VG e-liquids (e.g., 70% VG / 30% PG), pushing the final coolant concentration too high results in super-saturation. When the e-liquid is exposed to slightly lower ambient temperatures (such as during winter shipping or sitting in an air-conditioned warehouse), the coolant molecules will crash out of the solution, reverting to their solid state.

这种重结晶会在电子烟液瓶内产生 WS-23 的“碎片”。这不仅破坏了产品的美观，而且还造成了巨大的安全性和一致性问题。如果消费者将结晶块滴到线圈上，他们将吸入一股未稀释的纯冷却剂，导致严重的呼吸道刺激并立即导致线圈故障。

3.2风味减弱现象（大分子掩蔽）

冰河战争造成的最隐蔽的问题之一是味道减弱。许多配方设计师注意到，当他们将 WS-23 增加到极限水平时，主要风味特征（例如 Blue Razz 或芒果）突然消失。

出现这种情况是由于感觉饱和度。人类嗅觉系统和三叉神经共享大脑处理中心的带宽。当 TRPM8 受体向大脑发送大量、强大的“冷冻”信号时，大脑会优先考虑这种强烈的刺激，而不是果酯的更微妙的嗅觉信号。寒冷确实降低了味道。为了弥补这一缺陷，制造商被迫过量使用调味剂，并大幅提高三氯蔗糖（甜味剂）的含量，以将水果味带入冰中。这会导致电子烟液味道过重、甜度过高，从而迅速降低硬件性能。

3.3线圈涂漆和化学降解

合成冷却剂浓度过高，尤其是与必要的高浓度三氯蔗糖配合使用以对抗风味减弱时，会导致线圈加速降解。虽然 WS-23 本身蒸发得相对干净，但超冰、超甜液体的化学环境会导致电线和棉芯材料过早焦糖化和氧化。配方设计师必须仔细平衡其 PG/VG 比例、风味百分比和冷却剂负载，以确保电子烟油保持对线圈友好。

风味化学家

第 4 章：毒性、暴露范围和全球法规

随着商用电子烟中合成清凉剂的浓度飙升，特别是在不受监管或灰色市场的一次性产品领域，全球卫生组织和监管机构已经开始注意到。冰战已经从消费者偏好问题转变为毒理学审查问题。

对于负责任的电子烟油制造商来说，了解“食品安全”并不意味着“吸入安全”至关重要。

4.1GRAS 的误解

许多合成冷却剂，包括 WS-3 和 WS-23，被指定为GRAS（普遍认为安全）由风味和提取制造商协会（FEMA）。但是，此 GRAS 状态严格适用于摄取——饮食。胃肠道具有强大的代谢这些化合物的机制。另一方面，肺部是一个高度脆弱的粘膜环境，可直接进入血液。将食品安全数据推断为吸入安全是一种危险的误解，监管机构目前正在纠正这一误解。

4.2暴露幅度 (MOE) 和近期研究

冰战最重要的一击来自学术界。根据发表于的一项具有里程碑意义的研究尼古丁和烟草研究由杜克大学 Sven-Eric Jordt 博士领导的研究人员发现，现代美国市场上销售的电子烟和流行的一次性香烟中的合成清凉剂含量已经达到了引起监管机构严重关注的水平。

该研究使用了一种称为毒理学指标暴露裕度 (MOE)MOE是风险评估者（例如世界卫生组织）用来确定暴露水平安全性的比率；一般来说，超过 100 的 MOE 被认为是安全阈值。杜克大学的研究对电子烟油中 WS-3 和 WS-23 的消耗进行了建模，发现对于绝大多数测试的高冰一次性产品来说，MOE 下降了以下在几乎所有日常使用场景中，安全裕度均为 100。这表明消费者接触的合成冷却剂的水平超过了监管机构设定的安全阈值。

此外，世界卫生组织 (WHO) 食品添加剂联合专家委员会 (JECFA)建立了 WS-3 每日摄入量的阈值。杜克大学的研究强调，使用最大冰量一次性设备的重度电子烟使用者仅通过吸入很容易超过每日摄入量阈值。

4.3德国 BfR 风险评估

增加了全球监管势头，德国联邦风险评估研究所 (BfR)最近对电子烟中的冷却剂 WS-23、WS-3 和 WS-5 进行了全面分析。他们的发现反映了美国提出的担忧。

BfR 利用现有的毒理学数据（包括来自口服研究的未观察到不良效应水平或 NOAEL 指标）来建立吸入衍生无效应水平 (DNEL)。他们计算了风险特征比 (RCR)，并得出结论，经常食用含有高浓度 WS-23、WS-3 和 WS-5 的电子烟油会导致暴露水平超过 RCR 1。从监管角度来看，这意味着 BfR 认为不能排除消费者的健康风险，特别是长期、高剂量暴露。 BfR 特别指出了对持续高剂量摄入后潜在的全身毒性的担忧。

4.4制造商的监管远见

这对电子烟油品牌意味着什么？这意味着不受限制、无限的“冰”时代即将结束。美国食品药品监督管理局 (FDA) 和欧盟烟草产品指令 (TPD) 等监管机构正在严格审查合成冷却剂。他们越来越意识到，清凉剂不仅可以用来绕过薄荷醇禁令，还可以添加到水果和糖果口味中，以增加适口性，并可能掩盖高浓度尼古丁盐的刺激性。

Manufacturers must adopt a proactive approach. Relying on 5% WS-23 formulations is an unsustainable business model. Brands must begin transitioning toward smarter, highly optimized cooling formulations that achieve the desired sensory effect with a fraction of the total chemical volume.

第五章：生物极限：什么时候寒冷变得难以忍受？

即使不存在监管限制，冰战最终也会达到生物上限。人体生理学具有针对持续、极端刺激的内置防御机制。

5.1Vaper 的疲劳和受体下调

当 TRPM8 受体不断受到高剂量 WS-23 的轰击时，神经系统会适应。这被称为感觉适应，或者通俗地说，“电子烟的舌头”。受体下调其敏感性，以保护神经通路免受持续过度刺激。

因此，吸食“Max Ice”一次性电子烟的消费者在几天后会感觉电子烟的温度降低了。这里的危险是升级周期。为了获得同样的“打击”，消费者会寻找更冷的产品。然而，虽然洞察力寒冷的程度减少了，物理化学暴露却保持不变，悄悄地刺激着肺部的粘膜。最终，刺激超过了清凉感，导致咳嗽、喉咙发紧和消费者反感。用户会突然放弃口味特征，寻求完全不加冰的东西来让他们的受体恢复。

5.2市场地理：全球耐冰性差异

有趣的是，后坐力阈值并不普遍一致。它高度依赖于区域市场偏好。

• 东南亚（亚太地区）：冰战无可争议的震中是马来西亚、印度尼西亚和菲律宾等市场。由于气候炎热、潮湿，这些地区的消费者对极端降温产生了非凡的耐受力和需求。为这些地区生产的电子烟液中 WS-23 的含量通常会让西方消费者感到身体疼痛。
• 英国和欧盟：欧洲电子烟玩家通常更喜欢更平衡的外形。虽然“冰”变体很受欢迎，但欧盟市场往往拒绝亚太地区青睐的残酷的、冷冻肺的产品，更喜欢补充而不是主导果香的清凉感觉。 TPD 合规性和严格的健康意识也缓和了这里的冰潮流。
• 美国：美国市场两极分化严重。虽然传统的开放式电子烟玩家通常更喜欢适度的冷却，但年轻人驱动的一次性市场已经高度标准化了极端冰。然而，由于最近 FDA PMTA（上市前烟草产品申请）的打击以及合成香料法律环境的变化，美国制造商开始降低冷却剂浓度以避免监管瞄准。

了解这些地理阈值对于出口驱动型电子烟油制造商至关重要。在吉隆坡获奖的配方在伦敦可能完全卖不出去。

第 6 章：设计未来：平衡冷却配方

如果迫于生理反冲和监管压力，强力单剂高浓度降温的日子已经屈指可数，那么厂商如何继续满足消费者对清凉电子烟的需求呢？答案在于精密香料工程和化学协同作用。

6.1冷却液分层的艺术

Instead of dumping 4% of WS-23 into a mix, master mixologists are utilizing the “layering” technique. By combining multiple cooling agents at much lower concentrations, formulators can create a robust, 3D cooling effect that feels intensely cold without exceeding toxicological thresholds or muting the primary flavor.

• 黄金比例（WS-23 + WS-3）：A common, highly effective blend involves combining WS-23 (for the immediate, smooth front-of-mouth hit) with a smaller percentage of WS-3 (to carry the chill down the back of the throat). For example, a blend of 1.0% WS-23 and 0.3% WS-3 provides a more satisfying, prolonged cooling sensation than 2.0% of WS-23 alone, effectively reducing the total chemical load by 35%.
• 乳酸薄荷酯协同作用：在 WS-23 配方中添加微量 Frescolat ML（乳酸薄荷酯）可以平滑合成冷却剂的化学边缘，为水果提供更“自然”的多汁性，特别是柑橘和浆果混合物。

6.2利用酯和酸

冷却剂不在真空中运行。它们的感知强度很大程度上受到周围电子液体的 pH 值和化学成分的影响。

• 苹果酸和柠檬酸：添加天然果酸可降低电子烟液的 pH 值，从而增强冷感。酸酸的青苹果口味本质上会比浓稠的奶油香草蛋奶冻感觉更冷、更清爽，即使两者含有完全相同的 WS-23 百分比。
• 甜味剂调制：配方设计师不应通过添加更多三氯蔗糖来对抗风味减弱，而应极其适量地使用乙基麦芽酚等风味增强剂，让调味提取物的天然高调自然地穿透凉爽的面纱。

6.3先进的均质化和浸泡

为了最大限度地提高低剂量冷却剂的效率，制造商必须确保完美的分子分布。制造过程中的高剪切均质化可确保 WS 晶体完全溶解并均匀地融入 PG/VG 基质中。适当的浸泡（熟化）时间可以使冷却剂与风味挥发性化合物无缝结合，防止“化学分离”味道，即用户尝到冷味和水果味是两个脱节的元素，而不是单一的、有凝聚力的风味。

风味与冷却

结论：在冰战中幸存下来

“冰”战争推动了电子烟油行业令人难以置信的创新，将市场从粗糙的原始薄荷醇转变为精致、有针对性的现代合成酰胺的冰凉。然而，当我们接近电子烟在消费者退缩之前可以冷到什么程度的绝对生物和监管极限时，该行业必须转向。

蛮力公式不再可行。 BfR 等机构和杜克大学研究人员加速进行的毒理学审查清楚地表明，大剂量的 WS-23 和 WS-3 会带来无法量化的长期风险，并会引发积极的监管干预。冷却的未来在于复杂性：了解受体生物学、利用协同冷却剂分层、尊重暴露边际安全阈值，并以最小化的化学足迹提供壮观的感官体验。

作为制造商，您的目标不应该是制造市场上最冷的电子烟；而应该是制造市场上最冷的电子烟。你的目标应该是最好的市场上的冷电子烟——消费者可以整天享受，没有身体反作用力或味道疲劳。

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