一、凉味剂的用处
纯天然的凉味剂如薄荷醇、薄荷酮、乙酸甲酯和薄荷油用于造成清爽、新鲜的等感觉，并提供薄荷香气，广泛用于沐浴乳、香波等日用产品中。由于这类凉味剂对皮肤、鼻子刺激效果并且需要应用比较大的用量，因而阻碍了它在食用香精中的使用，在食品方面的应用关键主要用于泡泡糖和薄荷糖，只会在这种产品中由凉味剂附加的“非凉感效用”一般是可以接受的。
为了把凉味剂运用到别的产品领域，生产制造除薄荷味以外其他风味泡泡糖和多种类型商品，新式凉味剂的研发刻不容缓，成为一项具有挑战的任务。从20个世纪70年代开始，各种各样具备凉感合成品被发掘出来，广泛运用于食用香料工业生产。继Wilkinson Sword企业的Watson及与同事在生成凉味剂的行业所做出的开拓性工作之后，这一领域的科学研究吸引了越来越多的关注。与薄荷醇对比，这种凉味剂凉感强，并且没有薄荷醇在高剂量使用时的灼热感。除此之外，由于这类凉味剂基本无苦涩味和薄荷香气，因而可用作非薄荷香气的食用明胶的配方中。这种凉味剂与薄荷醇一起使用还具备增强作用，造成十分独一无二的感觉。
皮肤的凉感蛋白激酶在表皮的底层，在皮肤表面下0.1〜0.2mm部位，直径大概1mm。当温度降至约32°C时，凉感蛋白激酶逐渐发岀数据信号，温度越低数据信号越高。温度过低于13°C后，会出现疼痛感觉，但是疼痛感是用不同的受体感知的。口腔内部可能因为很容易渗入，比表层皮肤对凉感更敏感。薄荷醇所产生的凉感被称之为由Ca2+ 的电阻率减少所导致的。
工作温度和分子协同效应对凉感造成明显的影响。比如，超低温可以增强薄荷醇的凉感，而持续高温刚好相反。此外，凉感还和自我的敏感程度相关，以薄荷醇为例子，口腔内部阀值的改变为0.02〜10μg，多数人归属于比较敏感的人群。
凉味剂一般可溶解于食用精油和基质中，通常是在用以终端设备前混合搅拌均匀。凉味剂的用量在于运用的产品，一般来说变化很大。在食用香精中，泡泡糖和牙膏用量最大，其次糖块和润喉片，最后茶饮料和水分含量高的产品使用量比较低。除此之外，这些凉味剂在正负极体系里效果最佳，如果在饮料中应用比口香糖效果明显。所以在一些凉味剂运用比较困难的产品中，一般将凉味剂制成糖衣片，以摆脱基质的亲脂性。
二、凉味剂的分子式特性
凉味剂分子结构中通常具有能形成氢键的基团、紧凑碳链骨架和适度的亲水性亲油性平衡值，物质的量通常是在150~350中间。有机化学凉味剂的同一性是不容易产生凉感疲惫，只需和口腔或皮肤的受体触碰就会一直造成凉感。由于某种原因，酰胺类的凉味剂一般要比中氮的形成凉感迅速，但薄荷醇除外。
凉味剂分子式与生物活性关联到现在为止还不是很清楚。就像前边提到的，凉味剂分子结构一般有一些相同的特点。这些特点可用于指导凉味剂分子结构设计，可是这些特性根本无法全面覆盖具备凉感生物活性化学物质。因为亲脂和形成氢键是引起凉感的基本要素，大部分生成的凉味剂分子结构里都具备这种基团。凉味剂依据分子式可分为3类别：薄荷醇及其衍生物、酰胺类和其他类别。
<一>薄荷醇及其衍生物
直接通过薄荷醇衍生出来的凉味剂，由l-薄荷醇所产生的化合物的凉感要确实比d-薄荷醇的衍生物强。薄荷醇在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是2665。薄荷醇纯天然存在薄荷中，水蒸气蒸馏所得到的亚洲地区薄荷油内通常含有75%的l-薄荷醇，而一般薄荷油里只有50%上下。亚洲地区薄荷是自然薄荷中较经济靠谱资源（还可以通过其他品种薄荷获得），纯天然薄荷醇的价钱常常起伏，而合成的则比较稳定，但总的来说纯天然的比较便宜。
薄荷醇是采用范围最广传统凉味剂。由于薄荷醇在小于1%的使用量就能皮肤表面造成凉感，所以在日用香料中运用尤其广泛。薄荷醇使用效果与它的浓度相关，当较低浓度的时能够提供凉感，但在高过2%〜5%的较浓度较高的时，则会有局麻和刺激的作用。与食用香精的使用不同，薄荷醇在嗅觉和味道层面的缺陷在日用香料中往往容易忽视，因而，在日用层面薄荷醇是一个非常有价值的凉味剂，可是薄荷醇在浓度较高的使用时的刺激效果，特别是对眼睛刺激依然十分明显。
薄荷醇在口腔中的凉感阀值约为0.3μg，L-薄荷醇的凉感活力比D-薄荷醇强45倍。因为薄荷醇相对性容易挥发、高的刺激效果及其固有味道，阻碍了它作为凉味剂在食品中的运用。但在薄荷香气能够被接受的商品中，如泡泡糖、空气清新剂和口腔清洗用具中，薄荷醇依然具有较高的实用价值。在这些应用中，薄荷醇往往与别的无气味且凉感更持久的凉味剂一起使用，如戊二酸单薄荷醇酯，造成更尖锐凉感。
（1）薄荷醇的同分异构体和有关构造的凉味剂d-( )-新薄荷醇，为l-薄荷醇在甲基区域的差向异构体，在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是2666。
(±)-薄荷酮，在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是2667。
(一)-异胡薄荷醇（Coolant P），在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是2962。异胡薄荷醇一般能够产生凉感，具备薄荷香和草香，有一点苦涩味，可是Takasago公司发现纯度高的(一)-异胡薄荷醇（>99.7%）是无味，用以柠檬香精里能给予清爽、清凉的感觉。(一)-异胡薄荷醇在Takasago企业产品名叫“Coolant P”。
（2）薄荷醇化合物
甲酸薄荷酯，在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是2668。该化学物质有时候作为凉味剂。文献报道使用情况包括用于吸气清新剂、美白牙膏，或与其他化学物质如琥珀酸单薄荷酯一起使用。
乳酸菌薄荷酯（Frescolat ML），在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是3748。该化学物质虽然具备较弱的薄荷味道和土腥味，但还是被FEMA机构列入食用香料。其可以在口腔中给予长久的凉感，在Haarmann&Reimer企业产品名叫Frescolat ML。
炭酸薄荷乙二醇酯（Frescolat MGC）和炭酸薄荷丙二醇酯（Frescolat type MPC），这俩化学物质都在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号分别是3805和3806。在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，乙二醇化合物的CAS号是156679-39-9，肯定构形为l-型CAS号是156324-78-6。而丙二醇化合物在GRAS里是1-和2-位丙二醇碳酸酯的混合物。这种化学物质发生在专利新闻中，据悉在身体和口腔粘膜能够产生凉感，可是没有气味。
薄荷酮缩1,2-丙三醇（FrescolatMGA），该化学物质在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号分别是3807和3808。在Haarmann&Reimer（即现在的Symrise）企业薄荷酮缩1,2-丙三醇的产品名叫Frescolat MGA。很多文献报道了该在食用明胶配方中的运用，绝大多数情况下要与其它凉味剂混配应用。
琥珀酸单l-薄荷醇酯，在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是3810。虽然琥珀酸单l-薄荷醇酯作为一个已经知道的化合物有100年以上历史时间，但仍是现阶段市售的比较好的生成凉味剂之一。英美烟草联合公司在1962年初次报导其生成及在香烟中的运用，在1965年又报道它作为香辛料成份用以薄荷烟草中释放出来薄荷醇。该化合物生成一般非常简单，由薄荷醇与琥珀酸酐在高压或碱性催化的水溶液反映即可领取。该化学物质无气味，能够产生非常好的凉感，所以比较长久，价格相对便宜。
戊二酸单l-(一)-薄荷醇酯（Cooler 2），IFF企业将这个化学物质（FEMA 4006）做为琥珀酸单薄荷醇酯的锌指售卖，产品名叫Cooler 2。其感观特性与琥珀酸酯相近，在同样浓度值（25mg/L，水里）下凉感的形成慢约40s，但是非常长久，很有可能是目前市场上凉感最长久的口腔内部使用的凉味剂。虽然该化学物质是一个很早已已经知道的化合物，但是最近才用以食用明胶，在同一类型的凉味剂分子结构中，戊二酸单l-(一)-薄荷醇酯也有一个很与众不同的特性，因为该化合物是纯天然等同于的，在国外传统渠道上具有显著的渠道优势。别的纯天然等同于的凉味剂还包含薄荷醇、甲酸薄荷醇酯和薄荷酮，但是这些凉味剂凉感持续时间较短，而且通常还具有一些没有用的味儿。该化合物最开始生成要在1928年，由双薄荷醇酯的醇解得到，和琥珀酸酯相近，其也很容易通过对应的酸酐来制取。
3-(l-薄荷基)丙基-1,2-二醇（TK-10，Cooling agent 10），该化学物质在国外允许使用的食用香料成分EFFA列表中，FEMA号是3784，在Takasago企业产品名叫TK-10。和其它薄荷醇衍生出来的凉味剂一样，l-型薄荷醇衍生出来的3-(l-薄荷基)丙基-1,2-二醇具备比较好的凉感。有专利权报导说明1-酰胺基-2-替代-3-l-薄荷基丙烷气的化合物、l-薄荷基-2S的同分异构体及其1-酰胺基-2-替代（Hor Ac）化合物很有可能具有更好的凉味效用，但是这些目前都还没有实现商业化生产制造。TK-10是一个凉感极强的凉味剂，在口腔中的阀值大约为1mg/L。据悉，虽然大多数人认为该化合物是无味，但仍然有一些人会发觉其具有一些薄荷醇的嗅觉神经特点，有一些刺激效果和苦涩味。在超过50mg/L的浓度时凉感长久，但可以显著感觉到相近薄荷醇的香味。有许多关于其在食用和日用香料中运用的文献报道，因为该化合物凉感强，相对性味儿偏重，因而更多的用以日用香料中。
3-(l-薄荷基)丙基-1,2-二醇有两个衍生物具有FEMA号，一个是3-(l-薄荷基)-2-甲基丙基-1,2-二醇，FEMA号为3849，但是市场很小；另一个是香兰素缩3-(l-薄荷基)丙基-1,2-二醇，FEMA号为3904，有专利报道其可用于食用香精配方中。
<二>酰胺类
前面提到过酰胺类凉味剂能很迅速的产生凉感，其中一些凉感也非常持久。下面介绍的是一些目前市场上最好的酰胺类凉味剂，在这些酰胺类的凉味剂中，市场上最常见的为N-乙基-p-薄荷基-3-酰胺（WS-3）和2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺（WS-23）（WS-3和WS-23是Warner-Lambert公司注册的商标）。
N-乙基-p-薄荷基-3-酰胺（WS-3），该化合物在欧洲允许使用的食用香料组分EFFA列表中，FEMA号为3455。WS-3可能是最主要的食品凉味剂，凉感阈值约0.2mg/L。该化合物基本无气味，只有很弱的薄荷香，与薄荷醇相比，能很快产生凉感，而且更持久。该化合物是Wilkinson Sword在凉味剂领域开创性研究工作中最早发现的凉味剂之一，随后许多专利报道其在各领域的应用，Warner-Lambert公司最近报道其在食用香精配方中的应用。
Givaudan和Millennium Chemicals公司现在销售该化合物，尽管并没标明立体结构，但l-型的立体构型应该是凉感最强的。其合成路线通常是先将薄荷醇转化为薄荷基氯，然后制备相应的格氏试剂，与干冰反应，得到的酸转化为酰氯，然后转化成N-乙基酰胺。
2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺（Cooler 3，WS-23），该化合物在欧洲允许使用的食用香料组分EFFA列表中，FEMA号为3804。2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺这个名称有点令人混淆，更为明确的命名为N-甲基-2-异丙基-2,3-二甲基丙酰胺。该化合物为WS-23，IFF公司的商品名为Cooler 3。和WS-3—样，该化合物也是Wilkinson Sword公司开发的凉味剂之一。目前该凉味剂主要用于食用香精，如口香糖、医药和呼吸清新剂等产品中。该化合物能产生很纯粹的清凉感，无苦味、无灼烧感以及无刺激感。最近该凉味剂的价格有所下降，约为$70/kg。
WS-23的合成有许多不同的途径，但其关键在于二异丙基丙基腈的合成。丙基腈首先通过与异丙基溴发生烷基化反应，得到二异丙基丙基腈，然后水解得到羧酸，再转化为甲基取代的酰胺。
2-吡咯烷酮-5-羧酸薄荷醇酯（Questice），这是由Quest International公司销售的商品名为Questice的一种凉味剂。脯氨酸l-型和d-型两种构型的衍生物都有注册，但是实际销售的是脯氨酸l-型和d-型两种构型的混合物，两者为差向异构体的关系。到目前为止该产品只限于日用，但是既然该化合物是薄荷醇的酰胺类衍生物，皮肤和口腔黏膜对其都比较敏感，很有可能会用于食用香精中。
<三>其他凉味剂
除了以上所提到的凉味剂外，还存在其他一些凉味剂。
AG-3-5（Icilin），是四氢嘧啶-2-酮类的衍生物，据报道能产生凉感。早在1972年就有报道将其低剂量（<1mg/kg）注射到哺乳动物如老鼠的腹膜内，动物会有冷得发抖的现象。当人体意外地接触了该化合物后，产生了持续约15min的凉感。将5〜10mg的该化合物溶在橙汁中服下后，在口腔、咽喉及胸腔及以下的部位都产生凉感。也有在面颊、胳膊和腿部内表层产生凉感的报道。该化合物经检测毒性很低，LD50约为1500mg/kg，但是怀疑具有诱变作用。到目前为止还没用该化合物应用的报道。但是该化合物凉感很强，有很大的潜在应用价值。
甲基-2-(1-吡咯烷基)-2-环戊烯-1-酮（3-MPC）、5-甲基-2-(1-吡咯烷基)-2-环戊烯-1-酮（5-MPC）和2,5-二甲基-4-(1-吡咯烷基)-3(2H)-呋喃酮（DMPF），这三个化合物都天然存在于麦芽中，是由Hofmann及同事报道的，在口腔和皮肤表面能产生凉感。这些化合物最早是在葡萄糖和l-脯氨酸的Maillard反应中发现的，随后通过分离和化学合成确认了其结构，经感官分析评价它们都能产生清凉感。
这些化合物的阈值都比薄荷醇高5〜100倍，但是在高于阈值50倍品尝时，凉感瞬间就能产生，比薄荷醇强得多，而且持续时间明显要长。尽管这三个化合物都有气味，但其阈值比薄荷醇高，因此凉感阈值/香气阈值的比例更低一些，因此在不需要薄荷香味的产品中，这类化合物是比薄荷醇更好的凉味剂选择。目前还不清楚这类化合物是否可以实现工业化生产，但是它们可能成为工业上非常好的天然的凉味剂。
4-甲基-3-(吡咯烷基)-2(5H)-呋喃酮（4MPF），也是天然存在于麦芽中，活性更高，据报道其在口腔中的凉感比薄荷醇强35倍，而在皮肤上强约500倍，而凉感持续的时间是薄荷醇的2倍。
甘露糖醇和山梨糖醇，这两个化合物在唾液中都有吸热现象，因此会产生凉感，作为非营养的甜味剂和抗结块剂广泛用于口香糖和软糖等的食用香精中。
水杨酸甲酯，FEMA号为2745，具有典型的冬青的气息，在有些食用香精中能提供甜的凉感。
随着市场对新型凉味剂的需求不断增加，我们蜂景生物的研发团队致力于工艺改进和新品种的开发。例如，FJ081/FJ091(Evercool)系列凉味剂结合了天然提取物和合成成分，能够提供更加持久且温和的凉爽体验，广泛应用于食品、饮料、口腔护理及护肤产品中，全面满足客户的多样化需求。