Hiérarchie des agents de refroidissement : quand utiliser WS-3, WS-5 ou WS-23 dans une formulation avancée de e-liquide

Auteur:Équipe de R&D, arôme de Cuiguai

Publié par:Guangdong Unique Flavour Co., Ltd.

Last Updated: 10 janvier 2026

Introduction : L'évolution de la « glace » dans l'industrie du vapotage

Aux débuts de l’industrie du vapotage, le concept de « refroidissement » était monolithique. Cela a commencé et terminé avec Menthol (Menthe arvensisou synthétiquel-Menthol). Pendant des décennies, le menthol a été l’additif standard des produits du tabac combustibles, apprécié pour sa capacité à anesthésier la gorge et à masquer l’âpreté de la fumée. Naturellement, il a migré vers les premiers e-liquides. Cependant, à mesure que l'industrie évoluait de simples « cig-a-likes » à des modifications complexes de systèmes ouverts, et enfin aux appareils sub-ohm à haute puissance et aux dosettes jetables à haute teneur en nicotine d'aujourd'hui, les limites du menthol sont devenues manifestement évidentes.

Le menthol n’est pas simplement un agent de refroidissement ; c'est une saveur. Il possède un profil distinct, puissant, mentholé, riche en terpènes et légèrement camphré. Bien que cela fonctionne à merveille pour les arômes de menthe, de tabac et de certains bonbons, c'est un cauchemar de formulation pour les profils délicats. Essayez de créer un « Cheesecake aux fraises » réaliste ou une « Crème chaude à la vanille » en utilisant du menthol pour fournir un effet rafraîchissant, et vous détruirez inévitablement le profil de saveur. Les notes mentholées entrent en conflit avec les éléments de la boulangerie, créant une expérience sensorielle dissonante que les consommateurs rejettent.

Cette limitation a donné naissance à la demande de « refroidissement furtif », des agents capables de déclencher la sensation physiologique de froid sans conférer une odeur ou une saveur caractéristique. Entrez dans la série WS d'amides. Développés à l'origine par Wilkinson Sword dans les années 1970 pour être utilisés dans les mousses à raser afin de procurer une sensation de fraîcheur sans la forte odeur de menthe, ces composés, en particulier WS-3, WS-5 et WS-23, sont devenus l'épine dorsale de la catégorie moderne « Ice » dans le vapotage.

Aujourd’hui, le segment de marché « Ice » est sans doute le plus important de l’industrie mondiale du vapotage, en particulier dans le secteur des dosettes jetables. Cependant, la prévalence de ces agents a conduit à une marchandisation de leur utilisation. De nombreux formulateurs les traitent comme des poudres blanches interchangeables, ce qui donne des produits soit douloureusement froids, chimiquement amers ou sujets à la cristallisation.

En tant que fabricant d’arômes spécialisés, nous pensons que la distinction entre une vape « bonne » et une vape « premium » se résume souvent à l’ingénierie thermique du liquide. Cet article constitue un guide technique définitif sur les « trois grands » agents de refroidissement, explorant leurs structures chimiques, leurs mécanismes physiologiques et leurs scénarios de meilleure utilisation pour vous aider à maîtriser la hiérarchie du froid.

Section 1 : La physiologie du froid – Comprendre TRPM8

Pour comprendre comment utiliser ces produits chimiques, il faut d’abord comprendre comment le corps humain perçoit le « froid ». Il est intéressant de noter que la sensation de froid induite par ces agents est une illusion. La température des tissus ne baisse pas réellement. Au lieu de cela, ces molécules interagissent avec un canal ionique spécifique dans les neurones sensoriels appeléTRPM8 (mélastatine 8 à potentiel de récepteur transitoire).

Le canal TRPM8 est le principal transducteur moléculaire de la somatosensation du froid chez l'homme. Dans des conditions physiologiques normales, TRPM8 est activé lorsque la température ambiante descend en dessous d'environ 26°C (78,8°F). Lorsqu’il est activé, le canal s’ouvre, permettant un afflux d’ions Calcium (Ca2+) et Sodium (Na+) dans la cellule nerveuse. Cette dépolarisation déclenche un potentiel d’action, un signal envoyé au cerveau qui est interprété comme « froid ».

Les agents rafraîchissants comme le menthol et la série WS agissent comme agonistes de ce récepteur. Ils se lient au canal TRPM8 et abaissent le seuil de tension requis pour l'activation. Essentiellement, ils incitent le nerf à se déclencher à la température du corps (37°C), envoyant un signal « froid » au cerveau même si les tissus restent chauds.

La distinction essentielle pour les formulateurs est que les récepteurs TRPM8 ne sont pas répartis uniformément dans les cavités buccale et respiratoire. Leur densité varie à travers la langue, le palais dur et mou, le pharynx et la partie supérieure de l'œsophage. De plus, différents agents de refroidissement ont des affinités de liaison et une lipophilie (solubilité dans les graisses) différentes, qui déterminent où ils se déplacent avant de se lier et combien de temps ils y restent.

• WS-23est très hydrophile (relativement parlant) et se lie rapidement aux récepteurs de la langue antérieure (avant).
• WS-3est plus lipophile, ce qui lui permet de contourner les premiers récepteurs et de se loger plus profondément dans la muqueuse de la gorge.
• WS-5se lie avec une affinité extrêmement élevée, saturant les récepteurs du palais et de la gorge pour un effet de haute intensité.

Comprendre cette « cartographie des récepteurs » est la clé pour créer une expérience de refroidissement à spectre complet.

Citation 1:Le mécanisme d'activation de TRPM8 par les agents de refroidissement est largement détaillé dans les recherches publiées par le National Center for Biotechnology Information (NCBI), en particulier dans les études concernant les « Canaux TRP et thermosensation », qui expliquent comment des agonistes comme le menthol et l'iciline modulent le déclenchement dépendant de la tension.

Section 2 : Profil détaillé – WS-23 (La norme moderne)

Nom chimique :N,2,3-Triméthyl-2-isopropylbutanamideNuméro CAS:51115-67-4Numéro FEMA : 3804 Apparence:Poudre cristalline blanchePoint de fusion:60-63°C

Le WS-23 est actuellement le roi incontesté du marché du vapotage, notamment dans les catégories des fruits et des boissons. Contrairement au WS-3 et au WS-5, qui sont structurellement dérivés du menthol (possédant le cycle p-menthane), le WS-23 a une structure aliphatique (une chaîne ouverte). Cette différence structurelle est profonde : elle élimine complètement le caractère « mentholique ».

1 et 1Caractéristiques sensorielles

Le WS-23 est unique car sa sensation de refroidissement est principalement ressentie dans ledevant la bouche et sur la langue. Son apparition est rapide – vous le ressentez presque immédiatement dès l’inhalation – et sa désintégration est relativement courte. Il laisse le palais propre. Plus important encore, il azéro coup à la gorge. Il n’irrite pas le pharynx et ne provoque pas le réflexe de toux souvent associé à des niveaux élevés de menthol ou de WS-3.

2Stratégie d'application

Parce qu'il affecte la langue (là où se trouvent les papilles gustatives) sans irriter la gorge, le WS-23 est le pari le plus sûr pour la fidélité des saveurs.

• Profils de fruits :Dans les saveurs de fruits à note unique comme la mangue, la pastèque ou le Blue Razz, le WS-23 est essentiel. Il procure la sensation du fruit sortant du réfrigérateur sans masquer les délicates notes d'éthyl maltol ou d'ester fruité.
• Sels riches en nicotine :Dans les appareils jetables contenant entre 20 mg/ml et 50 mg/ml de nicotine, la nicotine elle-même procure un effet important sur la gorge. L'ajout de WS-3 (qui frappe également la gorge) peut rendre la vape désagréablement dure. Le WS-23 refroidit la vape sans ajouter de « morsure », rendant la vapeur riche en nicotine plus douce et plus agréable au goût.
• Tarifs d'utilisation :Standard usage ranges from 0.5% to 3.0% (of a 30% solution). In “Super Ice” disposables, levels can reach nearly 5%, though this nears the solubility limit.

3 et 3La mise en garde sur la solubilité

WS-23 is highly soluble in ethanol and Propylene Glycol (PG), but less so in Vegetable Glycerin (VG). When formulating Max VG liquids (80%+ VG), care must be taken to pre-dissolve the WS-23 in PG. If added directly to a high-VG base as a powder, it will likely fail to dissolve or will precipitate (crystallize) out of solution when the bottle is subjected to cold temperatures during shipping, leading to “shards” in the liquid.

Section 3 : Profil détaillé – WS-3 (Le spécialiste des coups à la gorge)

Nom chimique :N-éthyl-p-menthane-3-carboxamideNuméro CAS:39711-79-0Numéro FEMA : 3455 Nom commercial :ColaApparence:Poudre cristalline blanchePoint de fusion:88°C

Avant que le WS-23 ne prenne le relais, le WS-3 (Koolada) était la norme de l'industrie. C'est un dérivé du menthol, créé en modifiant la molécule de menthol pour éliminer le groupe hydroxyle. Cela supprime l'odeur de menthe mais conserve la structure cyclique p-menthane, qui dicte son comportement de liaison.

1 et 1Caractéristiques sensorielles

WS-3 est défini par sonemplacement. Il contourne la langue et frappe lefond de la gorge (pharynx). La sensation est souvent décrite comme un « coup de pied » ou une « morsure ». Il imite l’âpreté de l’alcool froid ou le mordant d’une boisson gazeuse. Son apparition est plus lente que celle du WS-23 ; souvent, vous ne le ressentez qu’à l’expiration ou même quelques secondes après l’expiration.

2Stratégie d'application

Bien que moins populaire aujourd'hui en tant qu'agent autonome, le WS-3 reste vital pour les formulations complexes.

• Profils de boissons :Si vous créez une saveur « Cola », « Limonade » ou « Cocktail », le WS-23 ne suffit pas. Les boissons ont une « morsure » physique due à la carbonatation ou à l’acidité. WS-3 simule cette morsure dans la gorge. Une saveur Cola avec seulement du WS-23 semble « plate ». Une saveur Cola avec une touche de WS-3 semble « pétillante ».
• Tabac Menthol :Pour les utilisateurs qui abandonnent les cigarettes mentholées combustibles, le WS-23 est souvent « trop doux ». Ils ratent la prise à la gorge. Le WS-3, mélangé à des arômes de tabac traditionnels, procure l'impact respiratoire nécessaire.
• Tarifs d'utilisation :WS-3 is potent and unforgiving. The typical range is 0.5% to 1.5%. Exceeding 2% often leads to a distinct chemical, plastic-like off-note and can cause significant muting of other flavors.

Section 4 : Profil détaillé – WS-5 (L'artillerie lourde)

Nom chimique :N-(éthoxycarbonylméthyl)-3-p-menthanecarboxamideNuméro CAS:68489-14-5Numéro FEMA : 4309 Apparence:Poudre cristalline blanche ou solidePoint de fusion:~80-82°C

Le WS-5 est « l’option nucléaire » des agents de refroidissement. Structurellement similaire au WS-3 mais avec un groupe éthoxycarbonylméthyle ajouté, il a été chimiquement conçu pour avoir une affinité de liaison plus élevée avec TRPM8. Historiquement, il a été abandonné dans les années 70 en raison de problèmes d'arrière-goût, mais la synthèse moderne a considérablement amélioré son profil de pureté.

1 et 1Caractéristiques sensorielles

WS-5 est estimé àdeux à trois fois plus fortque WS-3 en termes d’intensité de refroidissement. Sa principale zone de sensation est latoit de la bouche (palais mou)et l'arrière de la langue, pour finalement pénétrer dans la gorge. Il est responsable de la sensation de « gel du cerveau ». L'apparition est instantanée et l'effet est incroyablement persistant : les utilisateurs peuvent encore ressentir le froid 5 à 10 minutes après avoir vapoté.

2Stratégie d'application

Le WS-5 est rarement utilisé comme agent unique car il est facilement écrasant.

• Le rôle « Booster » :WS-5 is best utilized as a spike. If you have a formulation using WS-23 that feels “cold but thin,” adding a trace amount of WS-5 (0.1% – 0.5%) adds “weight” and density to the cooling sensation without requiring you to double the total percentage of cooling agents.
• Lignes de glace extrêmes :Pour des segments de marché spécifiques (comme le marché de l’Asie du Sud-Est) qui exigent des niveaux de froid « glacials », le WS-5 est le seul moyen d’atteindre ces niveaux sans provoquer les problèmes de solubilité associés aux quantités massives de WS-23.

Section 5 : L'art de l'empilement – ​​Formulation synergique

L’erreur la plus courante que commettent les nouveaux formulateurs est de s’appuyer sur un seul agent. Pour obtenir un effet rafraîchissant « tridimensionnel » naturel et immersif, il faut utiliserEmpilement synergique. Cela implique de combiner des agents pour cibler simultanément plusieurs sites récepteurs.

1 et 1L’« effet de halo »

En stimulant la langue (WS-23), le palais (WS-5) et la gorge (WS-3), vous créez un « halo » de froid qui entoure la perception sensorielle de l’utilisateur.

2Rapports de superposition recommandés (la « Triade dorée ») :

lLe mélange de fruits « All-Day Vape » (ADV) :

• But:Rafraîchissant, fruité, onctueux, peu fatiguant.
• Rapport:80% WS-23 / 20% WS-3.
• Concentration totale :5% in final mix.
• Pourquoi:Le WS-23 porte la saveur fruitée sur la langue. La petite quantité de WS-3 ajoute une légère fraîcheur rafraîchissante à l'expiration sans irriter la gorge.

lLe style « Ice Blast » / jetable :

• But:Impact maximal, congélation instantanée, masquage de la nicotine.
• Rapport:60% WS-23 / 30% WS-5 / 10% WS-3.
• Concentration totale :0% – 4.0% in final mix.
• Pourquoi:WS-23 frappe en premier. WS-5 crée l’intensité en plein essor au milieu. La trace de WS-3 garantit que le froid est ressenti profondément dans les poumons.

lLa simulation « Soda/Fizz » :

• But:Texture et mordant.
• Rapport:50% WS-23 / 50% WS-3.
• Concentration totale :0% – 2.0% in final mix.
• Pourquoi:Le rapport élevé de WS-3 crée le « picotement » associé à l’éclatement de bulles de carbonatation dans la gorge.

Section 6 : Défis techniques – Solubilité, cristallisation et muting

La formulation avec des niveaux élevés d'agents de refroidissement introduit des défis physico-chimiques distincts qui peuvent conduire à des rappels de produits s'ils ne sont pas gérés.

1. Cristallisation (Recristallisation)

Les agents de refroidissement sont solides à température ambiante. Ils sont dissous dans le support e-liquide (PG/VG). Si la concentration du solide dépasse le point de saturation du système de solvants, l'agent de refroidissement précipitera à nouveau sous forme solide. Cela ressemble à des éclats de verre brisés flottant dans le e-liquide ou se déposant au fond du pod.

• Le facteur de risque :Le VG est un mauvais solvant pour ces amides. Plus la teneur en VG est élevée (par exemple, mélanges 70/30 ou 80/20), moins le liquide peut contenir d'agent de refroidissement.
• La solution :Do not exceed 3.5% total cooling agent load in High-VG liquids. Always pre-dissolve crystals in pure PG with mild heat (40°C) before adding to the main batch. If using pre-diluted solutions (usually 30% concentration), ensure they are shaken before dispensing.

2. Atténuation des saveurs

Il s’agit d’un phénomène biologique et non chimique. Un froid extrême provoque une vasoconstriction (rétrécissement des vaisseaux sanguins) de la bouche et désensibilise les papilles gustatives. De plus, le cerveau donne la priorité au signal fort « froid » plutôt qu’aux signaux de saveur délicats.

• Le problème de la « crème » :Les notes de crème anglaise, de vanille et de lait sont les premières à disparaître sous un refroidissement intense. Les volatiles complexes qui composent un profil « boulangerie » sont facilement masqués.
• La solution :When formulating “Ice Creams,” use WS-23 exclusively and at low levels (<1.0%). Avoid WS-3 entirely, as its chemical taste clashes with dairy. You may need tosaveur excessivethe base concentrate by 15-20% to compensate for the muting effect of the coolant.

3. Contamination de l'équipement

WS-5 et WS-3 sont incroyablement persistants. Ils adhèrent aux joints en acier inoxydable et en silicone des cuves de mélange.

La solution :Dédiez des réservoirs et des flexibles spécifiques aux produits « Glace ». En cas de partage d'équipement, un lavage à l'eau chaude standard est insuffisant. Vous devez utiliser un rinçage à l'éthanol ou un cycle de nettoyage de tensioactifs spécialisé pour éliminer les résidus lipophiles des agents de refroidissement, sinon votre prochain lot de « Warm Tobacco » aura un effet de refroidissement fantomatique inexplicable.

Section 7 : Paysage réglementaire et considérations de sécurité

Dans le climat actuel de surveillance accrue des produits de vapotage, les fabricants doivent être rigoureux en matière de conformité et de sécurité.

1 et 1Statut FEMA GRAS

La Flavor and Extract Manufacturers Association (FEMA) a évalué ces substances. WS-3 (FEMA 3455), WS-23 (FEMA 3804) et WS-5 (FEMA 4309) sont tous désignés commeGRAS (généralement reconnu comme sûr). Toutefois, cette désignation repose principalement suringestion(nourriture/boisson).

Citation 2:La Flavor and Extract Manufacturers Association (FEMA) tient à jour une liste définitive des substances aromatisantes GRAS. Leur groupe d'experts examine les données scientifiques pour garantir la sécurité de l'utilisation prévue dans les aliments, qui sert de référence pour la pureté des matières premières dans la chaîne d'approvisionnement du vapotage.

2Toxicologie par inhalation

Bien que le GRAS pour l’alimentation soit un point de départ, l’inhalation est physiologiquement distincte. Les poumons ne disposent pas des solides protections métaboliques de l’intestin.

• Études récentes :Une étude de 2021 mise en avant dansContrôle du tabaca analysé les taux de transfert des liquides de refroidissement synthétiques dans les dosettes compatibles Juul, notant que bien qu'omniprésentes, les concentrations dans les aérosols correspondaient généralement à celles du e-liquide, ce qui implique un transfert stable sans dégradation thermique en sous-produits toxiques (comme les aldéhydes) dans des conditions normales de vapotage.
• Poste au BfR :L'Institut fédéral allemand pour l'évaluation des risques (BfR) a noté le manque de données d'inhalation à long terme pour ces composés spécifiques, exhortant les fabricants à respecter le principe de précaution et à éviter les dosages excessifs.

Citation 3:Une étude publiée dans Tobacco Control (BMJ Journals) intitulée « Agents de refroidissement synthétiques dans les liquides de recharge pour cigarettes électroniques commercialisés aux États-Unis » fournit une analyse quantitative de la prévalence et des concentrations de WS-3 et WS-23, offrant des références pour les taux d'utilisation standard de l'industrie.

Citation 4:L'Institut fédéral allemand pour l'évaluation des risques (BfR) a publié des avis (par exemple, avis n° 015/2023) concernant l'évaluation des additifs dans les cigarettes électroniques, soulignant la nécessité de disposer de données toxicologiques sur les composés aromatiques, y compris les agents de refroidissement.

Pour le fabricant, cela signifie que la transparence est essentielle. Nous recommandons :

• Test de pureté :Sourcing agents with >99.5% purity to avoid synthesis byproducts.
• Fiches de données de sécurité (FDS) :Maintenir des bibliothèques SDS strictes pour chaque lot.
• Conformité à la DPT :Dans l'UE, tous les ingrédients, y compris les agents de refroidissement, doivent être déclarés dans la soumission à la TPD. S'assurer que vos numéros CAS spécifiques correspondent à la liste approuvée est essentiel pour l'entrée sur le marché.

Section 8 : L'avenir du refroidissement – ​​Au-delà des trois grands

L'industrie n'est pas statique. Alors que les consommateurs développent une tolérance au WS-23, les fabricants d’arômes recherchent la prochaine génération de refroidissement.

• WS-12 :Un successeur potentiel du WS-3. Il active TRPM8 mais a une durée nettement plus longue et un impact initial « plus doux », ce qui le rend intéressant pour des applications thérapeutiques ou « à libération lente ».
• Molécules hybrides :Des recherches sont en cours pour modifier la structure de l'amide afin d'augmenter la solubilité dans le VG, ce qui résoudrait les problèmes de cristallisation inhérents aux formulations actuelles à haute puissance.
• Extraction naturelle :Il existe une niche mais une demande croissante pour les e-liquides « All Natural ». Alors que les agents WS synthétiques sont « nature-identiques » ou dérivés, certaines marques explorent des distillats fractionnés de menthe qui éliminent les substances volatiles aromatiques tout en conservant les précurseurs de refroidissement, bien que cela reste moins efficace que la série WS pure.

Conclusion : Concevoir le refroidissement parfait

L’époque où l’on déversait au hasard une mesure de « poudre de glace » dans une cuve de mélange est révolue. Le consommateur moderne est sophistiqué ; ils peuvent faire la différence entre un liquide de refroidissement bon marché et irritant pour la gorge et un profil de refroidissement haut de gamme, lisse et savamment superposé.

La fabrication d’arômes est une discipline qui se situe à l’intersection de l’art et du génie chimique. En comprenant la hiérarchie distincte de WS-23, WS-3 et WS-5, vous prenez le contrôle de l'expérience sensorielle. Vous pouvez créer une boisson pétillante, un fruit qui rafraîchit ou un menthol qui rassasie, tout cela en tirant sur les bons leviers du récepteur TRPM8.

Chez [Nom de votre entreprise], nous ne vendons pas seulement de la poudre ; nous vendons des solutions. Nous comprenons l’équilibre délicat entre solubilité, cartographie sensorielle et stabilité de conservation. Que vous luttiez contre la cristallisation dans une nouvelle ligne jetable ou que vous essayiez de réparer une crème anglaise atténuée, la réponse réside dans la chimie.

Appel à l'action : améliorez votre stratégie de formulation dès aujourd'hui

Vous rencontrez des problèmes de recristallisation dans vos lignées à haute teneur en VG ? Votre mélange rafraîchissant actuel atténue-t-il vos notes de tête ? Ou recherchez-vous simplement une source plus fiable et de haute pureté pour les agents WS ?

Notre équipe technique est prête à vous aider à optimiser votre hiérarchie de refroidissement. Nous proposons des bases réfrigérantes présolvatées, des cristaux bruts de haute pureté et des conseils en formulation personnalisée.

Connectez-vous avec nos chimistes des arômes :

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