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

Author: Команда исследований и разработок, CUIGUAI Flavoring

Опубликовано: Гуанчжоуская компания уникальных ароматов, ООО

Последнее обновление:  10 января 2026

Иллюстрация рецепторных узлов охлаждающих агентов

Введение: Эволюция «Ледяного» эффекта в индустрии вейпинга

На ранних этапах индустрии вейпинга концепция «охлаждения» была однородной. Она начиналась и заканчивалась ментолом (Mentha arvensisили синтетический l-MentholНа протяжении десятилетий ментол оставался стандартной добавкой в горючих табачных изделиях, ценимой за способность обезболивать горло и скрывать горечь дыма. Естественно, он проник в ранние электронные жидкости. Однако по мере развития индустрии от простых «классических» устройств до сложных модификаций с открытой системой и, наконец, до современных мощных субомных устройств и одноразовых капсул с высоким содержанием никотина, очевидными стали ограничения ментола.

Ментол — это не просто охлаждающий агент; это ароматическая составляющая. Он обладает ярким, насыщенным мятным, богатым терпенами и слегка камфорным профилем. Хотя это прекрасно подходит для мятных, табачных и некоторых конфетных вкусов, создание деликатных профилей с использованием ментола — настоящая головная боль. Попытка сделать реалистичный «Клубничный чизкейк» или «Теплый ванильный заварной крем» с помощью ментола неизбежно разрушит вкусовой профиль. Мятные ноты конфликтуют с выпечкой, создавая диссонанс, который отвергают потребители.

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.

Раздел 1: Физиология охлаждения — понимание 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).

Канал TRPM8 — основной молекулярный трансдьюсер сенсорных ощущений холода у человека. В нормальных физиологических условиях он активируется при температуре окружающей среды ниже примерно 26°C (78,8°F). При активации канал открывается, позволяя ионам кальция (Ca2+) и натрия (Na+) проникать в нервную клетку. Этот деполяризационный сигнал вызывает возбуждение — импульс, передаваемый в мозг, воспринимаемый как «холод».

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:Механизм активации TRPM8 охлаждающими агентами подробно изложен в исследованиях, опубликованных Национальным центром биотехнологической информации (NCBI), в частности в работах о «Каналах TRP и термоощущении», раскрывающих, как агонисты, такие как ментол и ицил, регулируют зависимый от напряжения механизм открывания каналов.

Раздел 2: Детальный профиль – WS-23 (Современный стандарт)

Chemical Name:N,2,3-триметил-2-изопропилбутанамид CAS Number: 51115-67-4 FEMA Number: 3804 Appearance:Белый кристаллический порошок 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. Сенсорные характеристики

WS-23 уникален тем, что его ощущение холода преимущественно проявляется в front of the mouth and on the tongueОн обладает быстрым началом действия — ощущается почти мгновенно при вдыхании — и сравнительно коротким спадом. Он очищает нёбо. И самое главное, он обладает zero throat hitОн не раздражает глотку и не вызывает кашлевой рефлекс, часто связанный с высоким содержанием ментола или 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:В односоставных фруктовых ароматах, таких как Манго, Арбуз или Blue Razz, WS-23 необходим. Он создает ощущение, будто фрукт только что вышел из холодильника, не скрывая тонкие ноты этилмальтола или фруктовых эфиров.
• High-Nicotine Salts:В одноразовых устройствах с никотином от 20 мг/мл до 50 мг/мл сам никотин обеспечивает значительный эффект в горле. Добавление WS-3 (также воздействующего на горло) может сделать пар неприятно жестким. WS-23 охлаждает пар, не увеличивая эффект «укус», делая пар с высоким содержанием никотина более мягким и приятным.
• Usage Rates:Стандартное использование составляет от 0,5% до 3,0% (от 30%-ного раствора). В одноразовых «Super Ice» уровня могут достигать почти 5%, что приближается к пределу растворимости.

3. Предостережение по растворимости

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

Раздел 3: Детальный профиль – WS-3 (Специалист по ощущению в горле)

Chemical Name:N-этил-p-ментанекакарбамид CAS Number: 39711-79-0 FEMA Number: 3455 Trade Name:Куллада Appearance:Белый кристаллический порошок 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. Сенсорные характеристики

WS-3 определяется своим locationЭто минует язык и поражает цель back of the throat (pharynx)Это ощущение часто описывают как «удар» или «укус». Оно имитирует резкость холодного алкоголя или острый вкус газированного напитка. Оно проявляется медленнее, чем WS-23; зачастую ощущается только при выдохе или даже спустя несколько секунд после него.

2. Стратегия применения

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

• Beverage Profiles:Если вы создаёте вкус «Кола», «Лимонад» или «Коктейль», WS-23 недостаточно. Напитки обладают физическим «укусом» от газировки или кислотности. WS-3 имитирует этот эффект в горле. Вкус «Кола» с только WS-23 кажется «плоским». Вкус с добавлением WS-3 — «шипучий».
• Tobacco Menthol:Пользователи, переходящие с горючих ментоловых сигарет, зачастую считают WS-23 «слишком мягким». Им не хватает ощущения захвата в горле. WS-3, смешанный с традиционными табачными ароматами, обеспечивает необходимое ощущение воздействия на дыхательные пути.
• 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.

Раздел 4: Детальный профиль – WS-5 (Тяжелое артиллерийское средство)

Chemical Name:N-(Этоксикарбонилметил)-3-p-ментанекакарбамид CAS Number: 68489-14-5 FEMA Number: 4309 Appearance:Белый кристаллический порошок или твердое вещество 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. Сенсорные характеристики

Оценивается, что WS-5 составляет two to three times strongerчем WS-3 по степени охлаждения. Его основная зона ощущений — это roof of the mouth (soft palate)и задней части языка, в конечном итоге смываясь в горло. Он вызывает ощущение «мозгового замораживания». Начало ощущается мгновенно, а эффект сохраняется очень долго — пользователи могут ощущать холод еще 5–10 минут после вейпа.

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:Для определённых сегментов рынка (например, юго-восточной Азии), требующих уровней холода, приближающихся к заморозке, единственным способом достичь таких показателей без проблем с растворимостью, связанными с большим количеством WS-23, является использование WS-5.

Раздел 5: Искусство сочетания — синергетическая формулация

Самая распространенная ошибка новых разработчиков — это зависимость от одного агента. Для достижения «трехмерного» эффекта охлаждения, ощущаемого естественно и погружаящее, необходимо использовать Synergistic StackingЭто включает сочетание веществ для одновременного воздействия на несколько рецепторных участков.

1. Эффект «ореола»

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

2. Рекомендуемые соотношения для сочетания («Золотая тройка»):

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

• Goal:Освежающий, фруктовый, мягкий, с низкой усталостью.
• 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:Максимальный эффект, мгновенное замораживание, маскировка никотина.
• 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:Текстура и ощущение в горле.
• 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.

Раздел 6: Технические сложности — растворимость, кристаллизация и снижение интенсивности

Создание формул с высоким содержанием охлаждающих агентов сопряжено с особыми задачами в области физической химии, и неправильное управление может привести к отзыву продукции.

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:Не превышайте общий уровень охлаждающего агента 3,5% в жидкостях с высоким содержанием VG. Всегда предварительно растворяйте кристаллы в чистом пропиленгликоле при мягком нагреве (40°C) перед добавлением в основную партию. При использовании предварительно разведённых растворов (обычно 30% концентрации) убедитесь, что они хорошо встряхнуты перед дозированием.

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-flavorна базовом концентрате увеличьте на 15-20%, чтобы компенсировать приглушающий эффект охлаждающего вещества.

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

Раздел 7: Регуляторная среда и вопросы безопасности

В условиях повышенного контроля за продуктами для вейпинга производители должны строго соблюдать нормы соответствия и безопасности.

1. Статус GRAS FEMA

Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов (FEMA) оценила эти вещества. WS-3 (FEMA 3455), WS-23 (FEMA 3804) и WS-5 (FEMA 4309) имеют статус: GRAS (Generally Recognized As Safe)Однако это обозначение в основном основывается на ingestion (еда/напитки).

Цитата 2:Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов (FEMA) ведет окончательный перечень веществ с признанной безопасностью (GRAS). Их экспертная комиссия рассматривает научные данные для обеспечения безопасности при использовании в продуктах питания, что служит основой для чистоты исходных материалов в цепочке поставок для вейпинга.

2. Токсикология при вдыхании

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 ControlПроанализированы показатели переноса синтетических охлаждающих веществ в совместимых с Juul капсулах, отмечая, что несмотря на их повсеместное распространение, концентрации в аэрозолях в целом соответствовали жидкому веществу, что свидетельствует о стабильном переносе без теплового разложения в токсичные побочные продукты (такие как альдегиды) при обычных условиях вейпинга.
• BfR Position:Федеральный институт оценки рисков Германии (BfR) отметил отсутствие данных о долгосрочном воздействии при вдыхании этих веществ и призвал производителей соблюдать принцип предосторожности и избегать чрезмерных дозировок.

Цитата 3:Исследование, опубликованное в журнале Tobacco Control (BMJ Journals) под названием «Синтетические охлаждающие агенты в жидкостях для электронных сигарет, продаваемых в США», представляет количественный анализ распространенности и концентраций WS-3 и WS-23, устанавливая ориентиры для стандартных отраслевых норм использования.

Цитата 4:Федеральный институт оценки рисков Германии (BfR) выдал заключения (например, мнение № 015/2023) относительно оценки добавок в электронных сигаретах, подчеркивая необходимость токсикологических данных о ароматизаторах, включая охлаждающие агенты.

Для производителя это означает, что прозрачность является ключевым фактором. Мы рекомендуем:

• Purity Testing:Поставщики с агентами чистотой выше 99,5% для исключения побочных продуктов синтеза.
• Safety Data Sheets (SDS):Поддержание строгих библиотек SDS для каждой партии.
• TPD Compliance:В ЕС все ингредиенты, включая охлаждающие агенты, должны быть указаны в заявке TPD. Обеспечение соответствия ваших конкретных CAS-номеров утвержденному списку — залог успешного выхода на рынок.

Раздел 8: Будущее охлаждения — за пределами тройки лидеров

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:Ведутся исследования по модификации структуры амидов с целью повышения растворимости в VG, что решит проблему кристаллизации, присущую текущим высокоэффективным формулам.
• 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.

Производство ароматизаторов — это искусство, сочетающее в себе элементы инженерии и химии. Понимая уникальную иерархию WS-23, WS-3 и WS-5, вы приобретаете контроль над сенсорным восприятием. Вы можете создать газированный напиток, освежающий фрукт или ментол, удовлетворяющий вкус, управляя правильными механизмами рецептора TRPM8.

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.

Премиальный ассортимент охлаждающих агентов

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?

Наша техническая команда готова помочь вам в оптимизации вашей иерархии охлаждающих компонентов. Мы предлагаем предварительно растворённые базы, сырьевые кристаллы высокой чистоты и индивидуальные консультации по формулировкам.

Свяжитесь с нашими специалистами по ароматизаторам:

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