为盐尼古丁产品设计低刺激性调味剂

作者：研发团队，CUIGUAI Flavoring

发表者：Guangdong Unique Flavor Co., Ltd.

上次更新：2025 年 10 月 16 日

介绍

在快速发展的电子烟和尼古丁盐（“尼古丁盐”）配方领域，用户体验对市场成功起着决定性作用。在所有感官属性中，严酷- 吸入过程中感受到的喉咙或呼吸道刺激 - 是采用新型盐尼古丁风味混合物的最关键障碍之一。配方可以提供优异的风味、稳定性和尼古丁释放量，但如果吸入感觉刺耳或刺激，用户的接受度就会受到影响。

本文旨在为您作为香精制造商或开发商提供全面的技术指南如何设计针对盐尼古丁产品的低刺激性进行优化的风味系统。我们将涵盖基础化学、感官机制、配方策略、风味相互作用、设备兼容性、稳定性考虑和测试方法。我们的目标不仅仅是理论上的：我们将提供实用指南、基于案例的推理以及您可以在研发流程中采用的最佳实践。

在本文结束时，您应该拥有一个结构化框架来：

• 了解盐尼古丁电子烟油中刺耳的根源
• 选择和调节添加剂和风味成分以减少刺激性
• 平衡风味强度、挥发性和感官顺滑度
• 确保低粗糙口味的设备兼容性和稳定性
• 通过感官和分析方法验证性能

让我们深入了解一下。

1. 严酷的基本机制以及盐尼古丁如何改变游戏规则

1.1 什么是电子烟“刺耳”？

刺耳感是一种感知属性，通常被描述为喉咙刺激、沙哑、烧灼感或气道上的辣味感觉。从生理角度来看，刺耳感很大程度上是由以下因素驱动的：

• 化学刺激/伤害感受：某些化合物（尼古丁本身、酸、酚类、醛类）可以刺激气道粘膜中的感觉神经末梢（例如 TRP 通道）。
• pH/碱度影响：碱性气雾剂可以使组织表面去质子化，增加刺激。
• 粒子/液滴力学：尺寸、速度和气溶胶沉积曲线会影响气道表面的机械刺激。
• 热应力/“热蒸汽”：过热蒸汽或局部热点会热刺激粘膜。

在电子液体的背景下，罪魁祸首通常是游离碱（不带电）形式的尼古丁，它是碱性的，因此在较高的 pH 值下会引起刺激。任何其他导致 pH 值上升或直接刺激感官的添加剂或风味成分都会加剧涩味。

2021 年的一项研究发现，粗糙度/刺激性评级（在一般标记的震级范围内）负相关第一次抽吸电子液体时就喜欢（即越刺耳会导致吸引力降低）。

1.2 为什么尼古丁盐本质上更光滑

尼古丁盐是通过尼古丁（碱）与弱酸（例如苯甲酸、乙酰丙酸、乳酸等）结合形成的，形成质子化（离子化）形式。这有几个影响粗糙度的关键效应：

• 降低pH值/中和碱度：质子化尼古丁会降低其有效碱度，降低溶液的 pH 值并减少碱性刺激。
• 减少游离碱分数：由于大部分尼古丁以离子形式存在，因此可刺激粘膜组织的非质子化（游离碱）尼古丁较少。
• 改变挥发性/气溶胶行为：离子形式可能会改变挥发性行为（即蒸气压）并影响液滴形成、沉积或气溶胶动力学。
• 与其他添加剂的协同作用：一些香料或添加剂成分（例如薄荷醇、清凉感、酸）在盐系统中使用时可以进一步抑制刺激感。事实上，薄荷醇甚至低含量的薄荷醇添加剂已被证明可以降低感知的刺激性，即使浓度不足以赋予“特征性”薄荷醇风味。

然而，尽管与同等游离碱尼古丁电子液体相比，尼古丁盐本质上降低了刺激性，但它们不会自动“零粗糙度”。风味系统、酸度平衡和设备相互作用仍然会引起刺激。因此需要设计专为低刺激性盐尼古丁应用而定制的调味系统。

最近的一篇论文比较了两种尼古丁盐配方，发现较高的盐含量可以改善顺滑感，减少苦味并增强吸引力。

1.3 权衡和注意事项

虽然尼古丁盐可以使吸入更顺畅，但仍需要权衡：

• 酸负荷/腐蚀性：过度使用酸（或不适当的酸）会导致设备腐蚀或降低风味稳定性。
• pH值漂移/重新碱基化：随着时间的推移，离子键可能会降解，使一些尼古丁变回游离碱形式，从而增加刺激性。
• 风味与酸的相互作用：某些风味成分本身呈酸性或碱性，可能会改变平衡或缓冲能力。
• 附加掩蔽与抑制：一些方法通过掩蔽（即抑制疼痛）来减少刺激性，而不是真正降低刺激性；这可能会影响感知一致性或风味特征。
• 监管/安全限制：某些酸或缓解剂可能有监管或吸入安全限制；您必须确保您的添加剂组合符合要求。

有了这个理论基础，我们接下来转向实践策略和原则。

2. 低刺激盐尼古丁风味系统的关键设计原则

以下是设计风味系统以尽量减少盐尼古丁电子烟液的刺激性时的关键考虑因素和指导原则的结构化路线图。

2.1 酸和缓冲工程

由于酸度/pH 值是盐系统平滑度的支点，因此酸的选择、浓度和缓冲行为是基础。

2.1.1 酸的选择：类型、强度、挥发性和相容性

并非所有酸添加剂都是相同的。选择酸时，请考虑：

• pKa/强度：酸必须足够弱，以使尼古丁质子化，而不会过度酸化基质。理想情况下，pKa 应该位于允许良好质子化同时保持缓冲能力的范围内。
• 挥发性：挥发性酸可能会分解成蒸气或降解；随着时间的推移，更多的挥发性酸可能会逸出或改变 pH 值。
• 风味/气味贡献：许多酸具有固有的风味/气味（例如柠檬酸、苹果酸、乙酸），这可能会改变或扭曲预期的风味特征。
• 稳定性/反应性：酸在储存过程中化学性质稳定，不易氧化、脱水或分解。
• 安全/监管验收：酸必须适合吸入使用（或至少在您所在地区的监管限制范围内）。

常见的选择包括苯甲酸（根据维基百科，常用于尼克盐配方）、乳酸、乙酰丙酸、水杨酸、苹果酸和其他有机酸。在许多商业镍盐产品中，苯甲酸由于有利的波动性和稳定性权衡，它占据主导地位。

此外，一些配方利用混合酸——例如苯甲酸 + 乙酰丙酸 — 优化 pH 曲线形状或缓冲强度。

2.1.2 酸浓度和目标pH值

• 目标pH值窗口：盐尼古丁电子烟油的理想 pH 值通常在以下范围内〜4.5 至〜6.5，取决于尼古丁浓度、风味基质和所需的感知平滑度。该窗口通常平衡尼古丁质子化与最小化的酸度刺激。
• 缓冲容量：通常包含弱缓冲系统，以减轻由于风味相互作用或随着时间的推移降解而导致的 pH 漂移。
• 过度酸化风险： pH 值过低会导致酸味、腐蚀性增加或酸本身的刺激。
• 离子强度和渗透效应：较高的酸负荷会增加离子强度，从而影响气溶胶液滴的形成，从而影响沉积或感官刺激。

一个好的起始方法是在 pH 梯度上以小增量滴定基础配方，配合感官评估，并确定“没有残留酸刺激性的最低可接受 pH 值”。

2.1.3 缓冲添加剂/共盐

您可以加入温和的缓冲剂或抗衡离子盐（例如苯甲酸钠、乙酰丙酸钠）来稳定 pH 值。但要小心——盐会增加离子强度，并可能导致线圈中的气溶胶沉积行为或电导率问题。

使用稳定性所需的最小缓冲；避免使用抵抗微调 pH 控制的强缓冲剂。

2.2 风味原料的选择与调制

即使在盐尼古丁系统中，风味成分也是造成残留涩味的第二大因素。目标是选择和剂量风味化合物避免额外的刺激同时保持富有表现力的风味。

2.2.1 避免固有刺激性风味化合物

已知一些风味分子会刺激呼吸道。当以高浓度或蒸气形式使用时，它们可能会刺激伤害感受器。示例包括：

• 强醛类（例如高浓度的肉桂醛、香草醛）
• 香料化合物（例如丁子香酚、辣椒素类似物）
• 强酸/酚类
• 高分压下的高挥发性酮

尽量减少或避免盐配方中的此类化合物，或与游离碱配方相比减少它们。或者，使用刺激性较小的类似物或具有相似风味特征但感官影响较温和的衍生物。

2.2.2 使用感官“刺激抑制剂”或“软化剂”

您可以部署某些风味辅料抑制刺激（不是通过掩蔽，而是通过感觉调制）。其中一些包括：

• 清凉剂/薄荷醇/薄荷：已知即使是亚风味水平的薄荷醇也可以减少感觉到的刺耳感/刺激感。
• 甜味增强剂：甜味（例如甘草衍生物、某些糖苷）可以抵消刺激感。一项评论表明甜味有助于减少感觉到的刺耳感。
• 舒缓调节剂：调节感觉受体的低阈值试剂（例如少量甘油、已知可软化风味的特定酯或醚）
• 缓冲风味酸：提供温和有机酸（例如适量柠檬酸）的调味剂可以提供缓冲成分，但必须小心平衡。

然而，请注意不要过度使用抑制添加剂——它们会改变或减弱风味特征。

2.2.3 剂量减少和风味叠加策略

由于盐尼古丁配方往往允许更顺畅的吸入，因此可能会将风味强度推得太高，这会无意中再次引入刺激。一些策略：

• 使用风味叠加— 以较低的单独剂量组合多种温和风味成分，而不是高剂量的单一风味，以分散感官负荷。
• 采用一个“少即是多”原则：力求每种风味的最低有效剂量。
• 执行增量剂量反应感觉试验确定盐基质中每种成分的刺激阈值。

2.2.4 味酸协同与相互作用

风味剂通常带有自己的酸度或碱度、缓冲作用或反应基团。当引入盐尼古丁碱时：

• 他们可能会改变pH平衡或与酸缓冲系统相互作用。
• 它们可能影响离子强度、溶解度或沉淀行为。
• 它们可以催化降解（例如酸催化的酯水解）或氧化。

因此，添加香料后务必验证 pH 值和离子强度，并执行加速稳定性测试（例如热、光、湿度）以监测漂移或沉淀。

2.3 PG/VG比、粘度和气溶胶行为

尽管调味品设计是核心，基础溶剂组合物（丙二醇/植物甘油比例）也会影响调节刺耳感的气溶胶特性：

• 更高PG内容可以增加击喉感（由于挥发性较高）
• 更高VG内容产生更重、更浓的蒸气，可能稀释刺激物浓度
• 粘度和表面张力：影响液滴形成、沸腾动力学和气溶胶尺寸分布
• 气溶胶挥发性和液滴寿命影响气道中的沉积。

一项研究表明，调味添加剂减少波动性气溶胶颗粒，可以降低刺激物峰值浓度。

因此，根据风味设计调整 PG/VG 和流变特性，以调节粗糙度。

2.4 设备和线圈兼容性

即使是设计完美的低粗糙度风味系统，如果与硬件交互不良，也可能会失败。需要考虑的关键方面：

• 工作温度/功率：盐尼古丁烟弹通常以低瓦数运行（例如 7-15 W）。确保您的风味化合物在预期的盘管温度下不会降解或产生刺激性副产品。
• 材料兼容性：酸性基质会腐蚀或降解金属、芯吸材料或密封件。使用兼容的材料（例如耐酸合金、PTFE、玻璃）。
• 芯吸性能/饱和度：芯吸不良会导致干击或部分热解区域，从而显着增加粗糙度。确保您的风味系统具有良好的润湿性和毛细作用。
• 功率裕度/热余量：设计您的口味，以便正常的设备变化不会将其推入“干线圈”或过热状态。
• Pod 生命周期和残留物积累：某些风味化合物可能会产生更多的线圈污垢（残留物），随着时间的推移，这些污垢会增加热阻，减少蒸汽并增加刺耳感。

2.5 稳定性和保质期考虑因素

一个主要漏洞是随着时间的推移，pH 值漂移和化学降解，这会增加粗糙度。关键策略：

• 随时间变化的 pH 值监测：在压力（热、光）下储存原型并监测 pH 值、尼古丁形态和感官刺激度漂移。
• 抗氧化剂/稳定剂：加入可接受的稳定剂（例如低剂量抗氧化剂）以保护尼古丁盐和风味分子。
• 最大限度地减少水/湿气的进入：水分会水解或改变 pH 值；确保包装气密。
• 遮光：紫外线照射会降解酸、风味化合物或盐键。
• 避免挥发酸损失：一些酸可能会分解成蒸气或蒸发，逐渐改变 pH 值。

一篇针对电子烟爱好者的博客文章指出，“尼古丁盐电子液体的平滑度完全取决于尼古丁碱和添加的酸之间键的稳定性”，并且随着时间的推移重新游离碱（即该键的分解）是粗糙度增加的一种机制。

总而言之，稳定是关键。如果没有严格的控制和设计来防止漂移，今天最好的低涩味明天可能会变得刺耳。

3. 研发工作流程：从概念到生产

以下是推荐的工作流程，您可以在专注于低刺激盐尼古丁产品的风味开发流程中采用或调整。

3.1 第一阶段：探索性筛选和制剂基线

• 定义目标规格：尼古丁强度、所需风味方向、目标 pH 值窗口、监管限制。
• 选择酸：根据 pKa、挥发性、安全性和监管可行性选择候选酸（例如苯甲酸、乙酰丙酸、乳酸）。
• 准备盐尼古丁碱：在目标尼古丁和酸浓度下制作“空白”碱（无香料）；测量 pH 值、尼古丁形态（游离碱与质子化部分）。
• 初始感觉基线：用“空白”盐尼古丁进行感官试验，以确定基本水平的刺激性。
• 风味成分选择：选择优先考虑低刺激性、挥发性兼容性以及与预期风味方向一致的候选风味。

3.2 第二阶段：迭代制定和感官分类

• 以低剂量分层方式添加风味：逐步添加，每次添加后始终检查 pH 值和形态。
• 感官微观测试：由训练有素的品酒师小组（内部或签约）评估喉咙刺激、余味、风味保真度。
• 严酷抑制辅助：尝试少量的薄荷醇、清凉剂、增强剂、甜味剂等，并监测影响。
• pH值调整/缓冲液调整：微调酸浓度或缓冲添加剂，以抵消漂移或风味引起的 pH 值变化。
• 冲突解决：如果某些香料可能导致 pH 值升高或引起刺激，请考虑改良类似物或降低剂量。

在文章的中间，它有助于说明迭代味道-酸-感觉反馈循环的概念图。

 

3.3 第 3 阶段：分析和加速稳定性测试

• 加速条件下的 pH 漂移：在高温（例如 40–60 °C）、光照、湿度下进行测试。
• 尼古丁形态/重新游离碱基定量：通过滴定或光谱来测量随着时间的推移有多少尼古丁恢复为游离碱。
• 降解分析：监测风味降解、酸分解和副产物（例如醛、氧化碎片）的形成。
• 感觉保留：对存储的样品与新鲜样品进行小组测试，以量化粗糙度漂移。
• 气溶胶化学分析：确认在典型盘管温度下不会产生新的刺激性挥发性副产品。

3.4 第四阶段：设备验证和用户模拟

• Pod/线圈配对测试：在标称和稍微偏离标称的条件下（例如线圈电阻漂移、电池变化）在目标硬件中进行测试。
• 灯芯饱和/空运行压力测试：确保即使在临界饱和条件下，味道也不会变得刺耳。
• 残留物/污垢评估：运行延长的循环来检查堆积及其对热稳定性和粗糙度的影响。
• 用户抽吸模拟：复制真实世界的抽吸曲线（持续时间、间隔）并捕捉感官反馈（刺耳感、喉咙感）。
• 与基准产品比较：针对已知的商业盐尼古丁配方进行测试，以验证平滑度的竞争力。

3.5 第五阶段：中试生产、质量保证和放大

• 过程再现性检查：确保酸剂量、香料剂量、混合方案保持各批次 pH 值和形态的一致性。
• 质量控制测试：pH 值、尼古丁形态、残留溶剂、微生物限度和感官筛选。
• 包装兼容性：验证容器、盖子、密封件以避免酸泄漏、水分进入、挥发。
• 保质期验证：标准条件下的长期老化研究，包括运输应力（热、振动）。
• 发布标准：pH 漂移、粗糙度等级、风味保留等的规格限制。

通过遵循严格的、迭代的、测量驱动的流程，您可以粗糙度控制内置的设计目标，而不是后期的调整。

4. 主要挑战、陷阱和缓解策略

以下是风味开发人员在尝试降低盐尼古丁产品的刺激性时遇到的常见陷阱目录，以及建议的缓解措施。

挑战/陷阱	为什么会这样	缓解策略
随着时间的推移 pH 值漂移/重新脱碱	酸-尼古丁键降解或挥发性酸损失	加速稳定性设计，采用弱缓冲，保守酸挥发，包装控制
风味引起的 pH 值变化	调味成分可能是碱性/酸性的，改变平衡	添加香精后测量pH值；调整酸用量；使用具有中性特征的风味类似物
感官抑制与风味掩蔽	过度使用抑制器可能会使味道变暗或产生不一致的口感	将抑制剂保持在最低有效水平，在试验中验证风味清晰度
设备腐蚀/材料退化	酸性基质可能会腐蚀金属、密封件或塑料	使用耐酸材料，验证长期兼容性
干线圈或灯芯下条件	不完全饱和或灯芯溢流会导致热解和粗糙度	强大的芯吸设计、透支余量、测试边界条件
热降解或热点产生	局部过热会产生刺激性副产品	验证热稳定性、限制瓦数范围、避免“膜沸腾”状态（参见 Talih 等人）arXiv
残留物堆积/结垢	一些风味分子碳化或沉积在线圈上	使用低污垢香料，偶尔进行清洁循环，测试长期老化
与用户期望不匹配	与 freebase 相比，用户可能会感到喉咙“刺痛”，并将缺乏刺耳感视为表现不佳	在营销和描述中，设定期望（例如强调流畅性而不是“击喉感”）

更微妙的陷阱之一是“感觉适应”：随着时间的推移，习惯了盐配方温和性的用户可能会觉得它们的味道变弱了。这强调了重要性比较多个参考产品的相对粗糙度在感官验证过程中，而不是仅仅依赖绝对评级。

5. 案例研究和示例策略

在这里，我们提出一些假设或受文献启发的片段来说明设计决策在实践中如何发挥作用。

5.1 案例：盐尼古丁中的高柑橘味

一个团队想要为 30 毫克/毫升盐尼古丁电子烟油设计一种浓郁的柑橘薄荷口味。最初的配方使用了柠檬酸橙浓缩物（中等酸性/碱性）、薄荷提取物和尼古丁盐与苯甲酸（目标 pH 值 ~5.5）。味道很浓郁，但测试用户报告有轻微的刺痛感。

分析与调整：

• 添加香料后测量 pH 值：香料浓缩物可能添加了碱性成分，将 pH 值调整至约 6.2。
• 通过稍微提高苯甲酸剂量（同时检查缓冲容量）来解决这个问题，使 pH 值恢复到约 5.6。
• Introduce a small amount of menthol (0.1% by weight) as a suppressor, not enough to become “menthol flavor” but to reduce irritation.
• 用挥发性较低的类似物替换柑橘浓缩物中的任何高挥发性萜烯成分，以减少风味驱动的气溶胶峰值。
• 调整后，进行感官重新测试：用户反应平滑度提高，风味强度保持不变。

5.2 案例：温暖气候条件下 6 个月保质期的稳定性漂移

一条风味产品线遭遇投诉：在热销 6 个月后，一些瓶子出现了“胡椒味喉咙灼烧感”。调查显示：

• pH 值向上漂移约 0.4 个单位
• NAD (nicotine speciation) shows ~2% increase in freebase nicotine
• 苯甲酸浓度略有降低
• 感官小组证实粗糙度增加

纠正步骤：

• 通过安全的共盐（例如低浓度苯甲酸钠）加强缓冲，以提供边际 pH 恢复能力
• 使用挥发性较低的酸混合物（例如苯甲酸 + 乙酰丙酸）以减少酸损失
• 提高包装阻隔性（紫外线/氧气阻隔性）
• 建议将存储温度降低至 < 35 °C
• 引入 40 °C 下 1 个月的 pH 漂移限值 QA 放行测试

这些例子说明了低刺激性风味设计的微妙平衡和反馈驱动的本质。

6. 测试和验证：感官、分析和监管

为了确保您的低刺激性风味配方稳定且适合上市，您需要结合感官、分析和监管验证步骤。

6.1 感官评价方法

• 训练有素的小组/内部研发品尝：使用刻度仪器（例如一般标记的量级刻度）来量化喉咙刺激、整体顺滑度、余味等。
• 比较排名测试：对您的配方与基准盐尼古丁产品进行排名，以评估相对刺激性。
• 消费者小组（盲试）：在有限的受控设置中，让用户评估“平滑度”与风味愉悦度。
• 时程评估：在第一次抽吸后、中间、结束时评估刺耳感感知的漂移。

确保随机化样品顺序，包括残留控制和监控面板一致性。

6.2 分析技术

• pH值测量：对电子烟液样品使用经过校准的 pH 电极或微电极。
• 尼古丁形态：滴定或光谱方法（例如 NMR 或 UV）来量化游离碱与质子化尼古丁分数。
• 挥发性副产物分析：气相色谱、质谱法检测醛类、环氧化物等。
• 降解监测：HPLC/GC 可分析风味成分随时间的稳定性。
• 气溶胶表征：粒度分布、挥发性分析、沉积建模。
• 热应力测试：对电子烟油进行线圈温度模拟并分析新的刺激性物质。

6.3 监管/安全合规性检查

• 确认所有酸、稳定剂、风味化合物都在范围内吸入允许限值，基于任何区域监管或毒理学限制。
• 记录材料安全数据表 (MSDS)、杂质限度，并确保酸试剂的纯度。
• 进行细胞毒性或气道细胞系测定（如果需要）以筛选潜在的刺激性。
• 根据相关监管框架（例如调味尼古丁产品），确保正确的标签、纯度和污染物限制。

通过系统地结合感官反馈和分析验证，您可以可靠地验证您的风味设计是否真正提供了实际使用中的粗糙度较低.

7. 展望、趋势和战略考虑

当您完善您的风味组合和低粗糙度产品时，以下是值得关注的前瞻性趋势和战略细微差别。

7.1 极简主义、“清洁标签”风味系统

在竞争激烈的市场中，使用较少、“清洁”成分且刺激性最小的配方往往会吸引挑剔的用户。将低刺激性风味系统定位为“顺滑、干净、精致”可能很有吸引力，但要小心保持风味深度和丰富度。

7.2 专利/专有酸系统

一些领先的行业参与者正在开发专有的酸混合物、缓冲系统或专门为平滑度而设计的封装酸-尼古丁复合物。保护您的设计并探索专有改进的机会（同时考虑专利情况）。

7.3 自适应风味系统

设计模块化风味核心，可适应尼古丁浓度或风味变体，同时保持顺滑度。强大的核心+变体附件方法减少了重新验证工作。

7.4 数据驱动的感官建模

利用机器学习或化学计量方法：建立预测模型，将配方参数（例如 pH、离子强度、风味成分）映射到预测的粗糙度分数。这可以缩短迭代周期。

7.5 消费者细分和容忍度

并非所有用户都具有相同的粗糙度耐受性：经验丰富的电子烟用户或戒烟者可能更喜欢温和的“踢”，而新用户或注重健康的用户则更喜欢超平滑。开发针对不同用户群体优化的分层变体。

7.6 透明度和信任

因为严厉程度是主观的，所以提供第三方验证（例如发布的感官数据、比较研究）可以建立信任。在某些地区，监管机构可能会审查“超平滑”的说法，因此文件记录是关键。

结论

为盐尼古丁产品设计低刺激性风味系统是一项多方面的挑战：它需要仔细的化学平衡（酸/碱）、明智的风味选择、硬件兼容性和稳定性管理。然而，回报是显着的：一条风味线提供了顺畅、令人满意的吸入即使尼古丁浓度相对较高——这是竞争激烈的盐尼古丁市场的一个关键差异化因素。

通过采用严格的研发流程，仅根据需要使用抑制剂，并优先考虑 pH 稳定性和材料兼容性，您可以构建强大的风味架构，保持保真度、吸引力和长期顺滑性。

我们邀请您在开发过程中将这些原则付诸实践。如果您有兴趣技术交流、共同开发或免费样品有关我们的低粗糙度风味原型，请联系我们。

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