Aromastoffe in E-Zigaretten: aktualisierte Bewertung von Safrol, Sucralose und Menthol

1. Gegenstand der Bewertung

In der vorliegenden Neubewertung hat das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung mit Blick auf die Verwendung in E-Zigaretten geprüft, ob es neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu den Aromastoffen Menthol, Safrol und Sucralose gibt.

2. Ergebnis

1) Safrol

Die Substanz 5-Allylbenzo[1,3]dioxol (Safrol), CAS Nr. 94-59-7 ist nach CLP-VO harmonisiert als mutagener Stoff der Kategorie 2 sowie als karzinogener Stoff der Kategorie 1B eingestuft und damit nach Anlage 2 Punkt 4. a) der Tabakerzeugnisverordnung in E-Zigaretten und Nachfüllbehältern verboten. 

2) Sucralose

Bereits in seiner Stellungnahme aus dem Jahr 2019 zum Süßstoff Sucralose in Lebensmitteln hat das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung darauf hingewiesen, dass sich der Stoff bei Temperaturen über 120 °Ckurz fürGrad Celsius zu gesundheitsschädlichen Chlorverbindungen wie z. B. Chlorpropanolen zersetzt [1]. Mittlerweile gibt es auch Untersuchungen, die eine Zersetzung im Liquid bei Erhitzung in einer E-Zigarette belegen [2,3]. Hier wurde zum Beispiel die Entstehung von Chlorpropanol-derivaten gezeigt. Bei der Untersuchung hatte die Anzahl der Züge einen größeren Einfluss auf die Bildung der chlorierten Komponenten als der Einfluss der Temperatur bei Betriebstemperaturen von über 200 °Ckurz fürGrad Celsius. In einer weiteren Studie wurde festgestellt, dass bei Verdampfung eines sucralosehaltigen E-Liquids (0,24 % w/w oder mehr) die Bildung von Aldehyden, wie Propanal, Acetaldehyd, Glycolaldehyd und Acrolein sowie von Formaldehydhemiacetalen, die Formaldehyd freisetzen können, zunimmt [4]. 

Es ist darauf hinzuweisen, dass in einer Studie die getesteten Konzentrationen von Sucralose (1 - 7 % w/w) über den Konzentrationen in handelsüblichen Liquids von 0,1 - 0.5 % w/w lagen [5]. Jedoch wird Sucralose auch als sogenannter „do-it-yourself“ Süßstoff von Konsumenten selbst eingesetzt. 

3) Menthol

Menthol stellt eine häufig verwendete Geschmacksrichtung in Liquids dar, die nicht nur in Liquids mit Mentholgeschmack auftritt, sondern in niedriger Konzentration auch in vielen anderen handelsüblichen Liquids zum Abrunden des Geschmacks enthalten ist. Menthol selbst hat eine kühlende Wirkung im Bereich von Zunge und Mundhöhle, die auf einer Aktivierung von thermosensitiven Rezeptoren beruht [6-8]. Hinzu kommt eine lokalanästhetische Wirkung, die auf eine Blockade von Schmerzrezeptoren zurückzuführen ist [7]. Die Effekte können Reizungen und Irritationen in der Mundhöhle und im Rachenraum mildern. Im Tierversuch wurden beispielsweise verminderte Abwehrreaktionen gegen reizende Bestandteile des Tabakrauches festgestellt, die durch den Kälterezeptor TRPM8 vermittelt wurden [9]. Die Aktivierung des TRPM8-Rezeptors bildet dabei den zentrale physiologische Wirkmechanismus [10]. Auch kann Menthol bei empfindlichen Menschen den Hustenreiz unterdrücken, der durch bestimmte Chemikalien wie Capsaicin ausgelöst wird [11]. 

Eine Studie aus dem Jahr 2016 zeigt, dass Menthol die reizenden sensorischen Wirkungen von Liquids, die hohe Nikotingehalte aufweisen, mildert [12]. Auch wenn derzeit Studien fehlen, die eine verstärkende Inhalation bzw. Nikotinaufnahme beim Dampfen von mentholhaltigen E-Zigaretten belegen würden, legen die existierenden Daten nahe, dass Menthol und andere TRPM8-aktivierende Substanzen auch bei E-Zigaretten mit hohen Nikotingehalten den Einstieg in das Dampfen erleichtern.

Weiterhin gibt es aktuelle Hinweise darauf, dass Menthol in Liquids zu einer erhöhten Freisetzung von Mikro- und Submikronpartikeln beim Konsum von E-Zigaretten führt.  Dies steht in Verbindung mit einer schlechteren Lungenfunktion bei Rauchern, die Tabak- und E-Zigarette gleichzeitig nutzen (dual use) [13].

Weiterhin ist Menthol in Arzneimitteln und zahlreichen anderen Produkten enthalten, die als gesundheitsfördernd gelten. So gibt es eine Vielzahl mentholhaltiger Arzneimittel auf dem Markt, die zur inhalativen Therapie von Erkältungskrankheiten empfohlen werden. Diese Produkte werden mit Eigenschaften wie Entspannung, Erleichtern des Abhustens und Linderung beworben. Es kann daher der Eindruck eines gesundheitlichen Nutzens von Menthol auch bei der Nutzung mentholhaltiger Liquids erweckt werden. 

Trotz aktueller Studien zur geringeren Gesundheitsschädlichkeit von E-Zigaretten im Vergleich zu herkömmlichen Tabakzigaretten und der beschriebenen Hilfestellung beim Ausstieg aus dem Rauchen [14,15] stellt der Jugendschutz einen wichtigen Aspekt gerade in Bezug auf fruchtige Aromen und solche mit Mentholgeschmack dar. Es gibt Hinweise darauf, dass Menthol, selbst in sehr geringen Konzentrationen, die Attraktivität von E-Zigaretten bei Jugendlichen erhöhen kann [16]. So zeigt zum Beispiel eine Studie aus dem Jahr 2022 einen verbreiteten Konsum von E-Zigaretten mit Menthol- und Fruchtgeschmack unter Jugendlichen und jungen Erwachsenen in den USA auf [17].

Dies ist besonders kritisch zu betrachten, da die gesteigerte Attraktivität den fortgesetzten Konsum und den Übergang zu höheren, süchtig machenden Nikotinmengen fördern könnte. Dies gilt insbesondere in Kombination mit höheren Mentholkonzentrationen, wie sie inkommerziellen Liquids zu finden sind.

3. Referenzen

[1] BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung Süßstoff Sucralose: Beim Erhitzen von Lebensmitteln können gesundheitsschädliche Verbindungen entstehen. www.bfr.bund.de/cm/343/suessstoff-sucralose- beim-erhitzen-von-lebensmitteln-koennen-gesundheitsschaedliche-verbindungen- entstehen.pdf.

[2] El-Hage, Rachel, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Toxic emissions resulting from sucralose added to electronic cigarette liquids." Aerosol Science and Technology 53.10 (2019): 1197-1203.

[3] Moser, Daniel, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Quantification and cytotoxicity of degradation products (chloropropanols) in sucralose containing e-liquids with propylene glycol and glycerol as base." Toxicology and Applied Pharmacology 430 (2021): 115727.

[4] Duell, Anna K., et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Sucralose-enhanced degradation of electronic cigarette liquids during vaping." Chemical research in toxicology 32.6 (2019): 1241-1249.

[5] Schlappack, Tobias, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Ambient mass spectrometry and near-infrared spectroscopy–a direct comparison of methods for the quantification of sucralose in e-liquids." Analytical Methods 15.20 (2023): 2448-2455.

[6] Eccles, R. "Menthol and related cooling compounds." Journal of Pharmacy and Pharmacology 46.8 (1994): 618-630.

[7] Kahnert, S., et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Wirkungen von Menthol als Zusatzstoff in Tabakprodukten und die Notwendigkeit einer Regulierung." Bundesgesundheitsblatt-Gesundheitsforschung-Gesundheitsschutz 55.3 (2012): 409-415.

[8] Kamatou, Guy PP, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Menthol: a simple monoterpene with remarkable biological properties." Phytochemistry 96 (2013): 15-25.

[9] Willis, Daniel N., et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Menthol attenuates respiratory irritation responses to multiple cigarette smoke irritants." The FASEB Journal 25.12 (2011): 4434.

[10] McKemy, David D., Werner M. Neuhausser, and David Julius. "Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation." Nature 416.6876 (2002): 52-58.

[11] Millqvist, Eva, Ewa Ternesten-Hasséus, and Mats Bende. "Inhalation of menthol reduces capsaicin cough sensitivity and influences inspiratory flows in chronic cough." Respiratory medicine 107.3 (2013): 433-438.

[12] Rosbrook, Kathryn, and Barry G. Green. "Sensory effects of menthol and nicotine in an e-cigarette." Nicotine & Tobacco Research 18.7 (2016): 1588-1595.

[13] Chandra, Divay, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Electronic cigarette menthol flavoring is associated with increased inhaled micro and sub-micron particles and worse lung function in combustion cigarette smokers." Respiratory Research 24.1 (2023): 1-11. 

[14] Yayan, Josef, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Comparative systematic review on the safety of e-cigarettes and conventional cigarettes." Food and Chemical Toxicology (2024): 114507.

[15] Auer, Reto, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Electronic Nicotine-Delivery Systems for Smoking Cessation." New England Journal of Medicine 390.7 (2024): 601-610.

[16] Krishnan-Sarin, Suchitra, et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Studying the interactive effects of menthol and nicotine among youth: an examination using e-cigarettes." Drug and Alcohol Dependence 180 (2017): 193-199.

[17] Chaffee, Benjamin W., et al.kurz füret alii (lat. "und andere") "Preferences, use, and perceived access to flavored e-cigarettes among United States adolescents and young adults." Drug and alcohol dependence reports 3 (2022): 100068.

Externer Link:BfR-Stellungnahme: Gesundheitliche Risiken durch Aromen in E-Zigaretten: Es besteht Forschungsbedarf
Externer Link:FAQ: E-Zigaretten – alles anderes als harmlos

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung) ist eine wissenschaftlich unabhängige Einrichtung im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMELkurz fürBundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft). Es berät die Bundesregierung und die Bundesländer zu Fragen der Lebensmittel-, Chemikalien- und Produktsicherheit. Das BfRkurz fürBundesinstitut für Risikobewertung betreibt eigene Forschung zu Themen, die in engem Zusammenhang mit seinen Bewertungsaufgaben stehen.