Selbstmischen – Basics: Die Inhaltsstoffe

sto_title_01Wie angedroht jetzt erst einmal ein wenig Theorie. Allerdings ist die nicht unbedeutend, weil sich doch viele über die Inhaltsstoffe der selbst kreierten Liquids im Klaren sein wollen und die genaue Kenntnis gut ist, wenn man mal wieder gegen haltlose Vorurteile bezüglich des Dampfens argumentieren muss.

Theoretisch kommen sehr viele Stoffe zur Liquidherstellung in Frage, aber wenn man von Liquid oder E-Dampfliquid spricht, so beschränkt sich die Zusammensetzung doch auf eine relativ kleine Zahl verschiedener Stoffe.

Als “Basisstoffe” für ein Liquid kommen in der Regel Propylenglycol (1,2-Propylenglycol, Monopropylenglycol, E 1520, PG), Glycerin (Glycerol, 1,2,3-Propantriol, E 422, VG), Polyethylenglycol (Macrogol, E 1521, PEG) und Wasser zum Einsatz.

 

Propylenglycol (1,2-Propylenglycol, Monopropylenglycol, E 1520, PG)

1,2-Propandiol_IsomersV1

Jü https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1,2-Propandiol_IsomersV1.svg „1,2-Propandiol IsomersV1“ https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/legalcode

PG ist ein häufig verwendetes mehrwertiges Alkanol, eine farblose, leicht ölige [1]  Flüssigkeit, die sich gut in Wasser lösen lässt und fast geruchlos ist. Es kommt in der Natur nicht vor und muss immer synthetisch hergestellt werden. PG ist mit Wasser und polaren organischen Lösemitteln mischbar, jedoch nicht mit fetten Ölen [2].

In der EU ist es als Lebensmittelzusatzstoff E 1520 zugelassen, jedoch nur für Kaugummi, Nahrungsergänzungsmittel und Aromen. Außerdem kommt es in der Milchviehfütterung zur Vermeidung von Ketose [3] zum Einsatz. Ebenfalls ist es in Kosmetikartikeln als Emulgator und zur Steigerung der Resorptionsfähigkeit enthalten. Es dient auch als Trägerstoff für Arzneistoffe in der Medizin. Schließlich dient es als Feuchthaltemittel im Tabak.

Gesundheitlich muss es (entgegen anders lautender und unbewiesener Behauptungen gewisser “Institute”) als ausgesprochen unbedenklich angesehen werden. Die akute und chronische Toxizität wird als absolut geringfügig eingeschätzt und es gibt keinerlei Hinweise auf karzinogene, mutagene oder reproduktionstoxische Eigenschaften (auch diesbezüglich gibt es inzwischen anderslautende Behauptungen, die sich auf Studien stützen, bei denen allerdings die letztlich veränderten Zellen mit PG außerhalb jeglicher realer Gegebenheiten “malträtiert” wurden…).

Allergische Reaktionen auf PG sind sehr selten [4] und der dahinter steckende Mechanismus ist noch immer nicht wissenschaftlich erklärt, weshalb man ggf. auch von Reaktionen auf Verunreinigungen ausgeht (was wiederum bei den von uns verwendeten Formen -> eher unwahrscheinlich ist). Eine Unverträglichkeit ist nicht bekannt.

Häufig wird von den Gegnern des E-Dampfens auch manipulativ angeführt, es handle sich bei PG um ein “Frostschutzmittel”. Damit sollen negative Assoziationen z. B. zum Glykolwein-Skandal bei der Weinherstellung erzeugt werden… jedoch handelte es sich bei dem seinerzeit verwendeten “Frostschutzmittel” zur Süßung mittelmäßiger Weine um Diethylenglycol, das – im Gegensatz zu PG – sehr giftig ist. Oder es soll an “Kühlerfrostschutz” oder “Flugzeugenteisung” erinnern, was ebenfalls Vorbehalte beim Konsumenten erzeugen kann. Fakt ist, dass PG durchaus als Frostschutzmittel wirkt und als solches (allerdings eher selten) eingesetzt wird. Man sollte in solchen Fälle im Hinterkopf behalten, dass auch Ethanol (der Geist des Weines… aus Bier, Wein und Spirituosen bekannt… und beliebt) und NaCl (schlicht Speisesalz… in jeder pikanten Suppe und auf dem Frühstücksei) ebenfalls “Frostschutzmittel” sind und als solche auch eingesetzt werden (auch die allerdings eher seltener).

PG besitzt eine deutlich geringere Viskosität [5] als das ebenfalls bei der Liquidherstellung zur Anwendung kommende Glycerin , weshalb Liquids mit steigendem PG-Anteil auch immer “dünnflüssiger” (das ist relativ… ist immer noch zähflüssiger als Wasser) werden. Außerdem ist PG ein “Geschmacksträger”. Wer PG im Liquid verwendet, benötigt bei der Aromatisierung schlicht weniger Aroma. PG sorgt zwar auch für Dampf, dieser ist jedoch weniger stark ausgeprägt, als z. B. bei Glycerin.

Quellen für PG sind leicht zu finden. Man kann es im E-Dampfgerät-Handel bekommen, in der Apotheke, im Bedarfshandel für die Milchviehhaltung und auch in Drogerien und Shops, die sich auf Kosmetikherstellung spezialisiert haben. Wichtig dabei ist, dass man bei dem gewählten PG auf möglichst hohe Reinheit achten sollte. PG in Arzneibuchqualität (DAB) sollte die erste Wahl sein. Damit verringert man auch das Risiko allergischer Reaktionen auf eventuell vorhandene Verunreinigungen.

 

Glycerin (Glycerol, 1,2,3-Propantriol, E 422, VG)

Glycerin_Skelett

Glycerin ist ein natürlich vorkommender dreiwertiger Alkohol, der in allen natürlichen Fetten und fetten Ölen als Fettsäureester vorkommt. Der menschliche Körper selbst produziert bei den Stoffwechselvorgängen aus solchen Fetten Glycerin… wir haben das Zeug also eigentlich immer in uns. Glycerin (VG – steht für vegetable glycerin… was bedeutet, dass es aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen wurde… es unterscheidet sich CHEMISCH aber nicht von synthetischem Glycerin und auch in der Reinheit nicht, wenn man wieder auf DAB-Qualität achtet) ist als Lebensmittelzusatzstoff E 422 in der EU zugelassen. Es gibt keinen Grenzwert für die tägliche Aufnahmedosis.

Es findet in der Lebensmittelchemie, in Arzneimitteln und Kosmetikherstellung Anwendung. Glycerin wird ebenfalls als Feuchthaltemittel (so auch wieder bei Tabak) verwendet und funktioniert ebenfalls als Frostschutz (wird aber nur wenig zu diesem Zweck eingesetzt). Auch in der Landwirtschaft erlangt es bei der Futtermittelerzeugung wachsende Bedeutung.

Gesundheitlich ist es ebenso unbedenklich wie PG. Es gibt keinerlei Hinweise auf Gesundheitsschädigungen, die unmittelbar auf Glycerin zurückzuführen sind und es gibt ebenfalls keine Hinweise auf karzinogene, mutagene oder reproduktionstoxische Eigenschaften. Allergien sind nicht bekannt.

Glycerin besitzt eine deutlich höhere Viskosität als PG. Damit werden Liquids um so dickflüssiger, je mehr Glycerin sie enthalten. Es fungiert leider auch nicht als Geschmacksträger, weshalb man bei VG-lastigen Liquids deutlich mehr Aroma zusetzen muss. VG erzeugt allerdings einen deutlich stärkeren und dichteren Dampf als PG, weshalb es in vielen Liquids ein wesentlicher Bestandteil ist.

 

Polyethylenglycol (Macrogol, E 1521, PEG)

PEG_Structural_Formula_V1

Jü https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PEG_Structural_Formula_V1.svg „PEG Structural Formula V1“ https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/legalcode

Polyethylenglycol (PEG) ist ein nichttoxisches, festes bis flüssiges (je nach Kettenlänge) Polymer, das chemisch nicht reaktiv ist. Zur Verwendung in Liquids findet PEG 400 (Macrogol 400… die Vierhundert steht für die Kettenlänge) Anwendung, das von der Viskosität in etwa vergleichbar mit VG ist. Es ist hygroskopisch (wasser-affin) und sehr gut mit Wasser mischbar. Auch PEG muss synthetisch hergestellt werden. Es ist (bis ungefähr zur Kettenlänge 1.500) biologisch abbaubar und umwelttechnisch unproblematisch.

PEG findet Anwendung in der pharmazeutischen Industrie (als Wirkstoffträger), in der kosmetischen Industrie, zur Präparation, als Weichmacher und Feuchthaltemittel, in der Medizin (vornehmlich im Bereich der Gastroenterologie) auch als Abführmittel (also nicht den Kanister austrinken, es sei denn, die Keramik müsste eh mal wieder gründlich geputzt werden und in der Waschmaschine ist noch Platz für den Schlüpper).

PEG weist nur eine verschwindend geringe Toxizität auf und ist als Lebensmittelzusatzstoff E 1521 (jedoch nur als Filmüberzugsmittel ausschließlich für Nahrungsergänzungsmittel) zugelassen. Eine Einschränkung der Tagesdosis ist diesbezüglich nicht festgelegt.

Bei der Liquidherstellung hat es keine große Bedeutung, weil es einen doch recht deutlichen “chemischen” Eigengeschmack aufweist und wahrlich kein Geschmacksträger ist (man benötigt “Unmengen” an Aroma). Wegen der recht hohen Viskosität empfiehlt es sich, es mit Wasser zu verdünnen, was auch die notwendige Zugabe an Aromen verringert und die Durchmischung beschleunigt (Reifezeit [6] und Aromen). Wird es mit PG oder VG in größerer Menge verwendet, verringert sich der unangenehme Eigengeschmack immens und bei der Verwendung mit PG wird auch die benötigte Aromenmenge noch geringer. In Kombination mit VG ist eine entsprechend hohe Wasserzugabe wegen der Viskosität erforderlich. Das könnte für die wenigen Menschen (und noch weniger Dampfer, denn nicht jeder Mensch ist Dampfer) mit einer PG-Allergie interessant sein. Der Hauptgrund für den Einsatz von PEG ist aber nicht der Austausch der anderen Komponenten oder der Preis, sondern die Tatsache, dass PEG noch deutlich dichteren und reichhaltigeren Dampf als VG erzeugt. Wer große Wolken liebt, in die man einen Nagel einschlagen kann, der sollte auch PEG verwenden.

 

Wasser

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Zu Wasser schreib ich hier nix… also fast nix!

Wasser ist ein wichtiger Bestandteil von Liquids, wenn es darum geht, die Viskosität herabzusetzen. Ein hoher Wasseranteil führt beim Dampfen jedoch zu Siedeverzügen, die sich in lautstarkem Knistern und zu Spritzen führt.

Es wird oft destilliertes Wasser oder entmineralisiertes Wasser empfohlen, was aber nicht wirklich wichtig ist. Geringer Anteil von Wasser und kurze Nutzungsdauer der Verdampfer lassen eine eventuelle “Verkalkung” nicht befürchten. es sollte sich jedoch um geeignetes Trinkwasser handeln und möglichst frei von Keimen sein (wobei das beim Einsatz in Verbindung mit PG wieder nicht so dramatisch ist, denn PG hat keimhemmende Wirkung).
Nicht von so großer Bedeutung ist Ethanol (Alkohol). Auch Ethanol wird von etlichen Dampfern dem Liquid beigemischt. Das geschieht wiederum zur Verringerung der Viskosität und (eher selten) aus geschmacklichen Gründen (Alkohol erzeugt schon einen spürbaren Geschmack).

 

Ein wesentlicher Bestandteil vieler Liquids ist Nikotin.

 

 

Nikotin

Nikotin_-_Nicotine

Nikotin ist ein in der Tabakpflanze und zahlreichen anderen Nachtschattengewächsen vorkommendes Alkaloid, das im menschlichen Gehirn an die sogenannten nicotinischen Acetylcholinrezeptoren andockt und das positive Belohnungssystem beeinflusst. Die stimulierende Wirkung hält jedoch nicht sehr lange an, so dass für die Wirkung immer wieder Nikotin aufgenommen werden muss. Durch die positive Wirkung kommt es – je nach Anlage des Konsumenten – zu einer gewissen psychischen Abhängigkeit.

Nikotin ist nicht karzinogen, es führt zu einer zeitlich begrenzten Verengung der Blutgefäße und einer damit verbundenen Steigerung des Blutdrucks. Nikotin selbst löst aber keine Herz-Kreislauf-Erkrankungen aus.

Fakt jedoch ist, dass Nikotin toxisch wirkt. Auch heute wird noch eine LD50 (letale Dosis; die Menge des Stoffes, der, wenn er eingenommen wird, zu 50% eine tödliche Wirkung erzeugt) angenommen, die auf Basis eines Jahrhunderte alten Fehlers angenommen wurde. Die letale Dosis wurde 1905 von dem Toxikologen Dr. R. Kobert aufgrund einiger Beobachtungen auf ungefähr 0.06 Gramm (= 60 mg) für einen erwachsenen Menschen *angenommen*. Die Beobachtungen (Versuche) datieren auf das Jahr 1856 und es werden jüngere Ergebnisse aus dem Jahr 1875 ignoriert, die aufgrund von Versuchen von einem deutlich höheren Wert ausgehen.

Nimmt man die seit dem durchgeführten Ergebnisse und dokumentierten Beobachtungen nach Einnahme von Nikotin zur Grundlage, so muss man von einer letalen Dosis von 0.1 bis ca. 0.2 Gramm (= 100 bis 200 mg) ausgehen. Nikotin ist also giftig, aber nicht so “hochgiftig”, wie man es uns immer wieder weismachen will und was auch zu den Konzentrationsbeschränkungen der TPD2 geführt hat.

Nimmt man Nikotin oral auf (durch Verschlucken), so gelangen ca. 20% der Gesamtmenge an Nikotin in den Blutkreislauf, der Rest wird in nicht wirksame Stoffe zersetzt. Beim Selbstmischen ist aber von einer versehentlichen oralen Aufnahme größerer Mengen nicht auszugehen. Wahrscheinlicher ist es, dass man plempert und die Haut in Kontakt mit Nikotinhaltiger Base gelangt. Die Resorption durch die Haut liegt deutlich höher. Man geht von ca. 70 – 100% Nikotin aus, das über die Haut in den Blutkreislauf gerät. Dabei wird bei mittleren Konzentrationen (z. B.) 36er Base am meisten resorbiert, bei höher konzentrierten Basen nimmt die resorbierte Gesamtmenge ab. Das hört sich zunächst sehr gefährlich an, allerdings muss man berücksichtigen, dass die Aufnahme über die Haut extrem langsam verläuft.
Man muss von einer Rate von 82 µg pro cm² in der Stunde ausgehen (Näherungswerte durch Experimente und Beobachtungen). Das ist so wenig in einer ganzen Stunde, dass man das getrost vernachlässigen kann.

Trotzdem sollte man beim Hantieren mit nikotinhaltigen Basen eine gewisse Sorgfalt walten lassen und das Tragen von Einmal-Handschuhen (die nicht wirklich vor Nikotin schützen, jedoch den Kontakt mit der Haut stark verzögern) ist empfehlenswert. Schüttet man sich nämlich konzentrierte Base über die Hand so ist diese quasi rückstandsfrei weg von der Haut, wenn man die Handschuhe danach sofort auszieht. Ansonsten hilf ordentliches Abspülen unter fließendem Wasser (kaltes Wasser). Auch eine einfache Schutzbrille (Spritzschutzbrille oder die Sehhilfe, die man ohnehin trägt) ist sinnvoll, weil das Ausspülen von Spritzen einfach unpraktisch und umständlich ist. Panik im Umgang mit höher konzentrierten Nikotinbasen ist jedoch nicht angesagt.

Das Nikotin im Liquid ist einerseits für die genannte physische Wirkung auf das Nervensystem erforderlich (so man diese Wirkung braucht), aber auch für den sogenannten Throathit (TH) verantwortlich. Unter TH versteht man den einengenden Effekt auf die Bronchien, der beim Inhalieren des Dampfes auftritt (oft fälschlich als “Flash” bezeichnet; ein wichtiger Aspekt insbesondere nach dem Umstieg vom Tabakrauchen, weil dieser Effekt psychologisch offenbar sehr wichtig ist). Außerdem wirkt Nikotin auch als Geschmacksträger. Nikotinhaltige Liquids benötigen eine deutlich geringere Dosis an Aromen als nikotinfreie Liquids.

Nikotinbasis erhält man als Lösung in PG, VG, PVG (PG und VG, meist 50:50); PEG und Alkohol, selten auch als wässrige Lösung.

 

Liquid kann auch Koffein enthalten.

 

 

Koffein

Koffein_-_Caffeine

Als vor einigen Jahren erstmals die gesetzgeberischen Zeichen so aussahen, als könnte vielleicht das Nikotin in Liquids so streng reglementiert werden (damals bestand noch die Gefahr der Einordnung als Medizinprodukt), dass man keine nikotinhaltigen Liquids mehr bekommen könnte, wurde nach Alternativen für die Erzeugung des TH gesucht. Und mit Koffein wurde ein leicht verfügbarer Stoff gefunden, der diesen Effekt ebenfalls (wenn auch sanfter und weniger ausgeprägt) hervorruft.

Die stimulierende Wirkung von Koffein war – auch wenn immer wieder mal etwas anderes behauptet wird – nicht der Grund, weil diese ohnehin nicht auftritt. Dazu ist die Menge an Koffein im Dampf einfach zu gering.

Koffein ist – ähnlich wie Nikotin – ein in Pflanzen vorkommendes Alkaloid. Der Wirkmechanismus ist ebenfalls ähnlich.

Koffein ist nicht karzinogen, führt zur zeitweisen Verengung von Blutgefäßen und zur Blutdruckerhöhung und ist toxisch. Die LD50 beim erwachsenen Menschen wird mit ca. 3.5 Gramm angegeben.

Koffein ist ein weißes, kristallines Pulver, das in Wasser und PG nur schlecht löslich ist. Für einen vergleichbaren TH, wie man ihn mit Nikotin erfährt, benötigt man ungefähr die doppelte bis 2.5fache Menge an Koffein. Die Herstellung von Koffeinbase ist ein wenig komplizierter, weil das Koffein, wie bereits erwähnt, nicht sonderlich gut löslich ist. Eine Base mit 18 mg/ml ist aber durchaus noch gut herstellbar. Für höhere Konzentrationen kann man sich eines Tricks bedienen, bei dem Coffeincitrat zum Einsatz kommt. Vorteil dabei ist, dass die dabei beteiligte Zitronensäure den TH an sich selbst auch noch verstärkt. Ausführlichere Infos findet man in der Dampfdruck-Presse [7].

 

Sofern man nicht darauf verzichten möchte, sind Aromen für die Liquidherstellung unabdingbar.

 

Aromen

Es gibt nichts, das es nicht gibt… von A, wie Apfel bis Z, wie Zimt… auch Knoblauch oder Bratwurst… jedes Aroma ist denkbar. Über dieses Thema lasse ich mich hier aber nicht noch einmal ausführlich aus. Eine umfassende Ausarbeitung zu Aromen findet Ihr hier in der Nebelkrähe im Artikel “Aromen – sind wir nicht alle ein bisschen Grenuille?” [8].
Das war jetzt die Theorie zu den Grundstoffen. Im nächsten Artikel geht es an die ersten praktischen Versuche. Die benötigte “Ausrüstung” wird dann ebenfalls besprochen.

 


[1] ölig: Duden – fett und dickflüssig wie Öl; im Aussehen dem Öl ähnlich

[2] fette Öle: AFAIK 001 – Fette Öle / ätherische Öle = zwei Paar Schuhe

[3] Ketose: Nachlassende Milchleistung und Freßunlust, zentralnervöse Symptome verschiedener Ausprägung aufgrund von Mangelernährung bzw. einseitiger Ernährung.
https://de.wikipedia.org/wiki/Ketose_(Stoffwechsel)
http://flexikon.doccheck.com/de/Ketoazidose

[4] AFAIK 008 – PG-Unverträglichkeit… oder ein Plastik-Bonbon / Zu Risiken und Nebenwirkungen…

[5] Viskosität: Zähigkeit/Dickflüssigkeit
http://www.chemie.de/lexikon/Viskosität.html
http://www.spektrum.de/lexikon/physik/viskositaet/15282

[6] Reifung: Aromen – Sind wir nicht alle ein bisschen „Grenouille“? → Die Mär von der Reifung

[7] Koffein

[8] Aromen

 

PepeCyB de

 

 

fuettern-erlaub-klein-500t
Selbstmischen – Basics: Die Inhaltsstoffe
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1 comment for “Selbstmischen – Basics: Die Inhaltsstoffe

  1. 31. Juli 2016 at 23:05

    Ein sehr schöner, praxisnaher und verständlicher Artikel. Prima, vielen Dank.

    Vielleicht darf ich noch ergänzend erwähnen, das “Dihydrogenmonoxid”
    https://de.wikipedia.org/wiki/Dihydrogenmonoxid

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