焦糖化作用
糖類在沒有氨基化合物存在的情況下，當加熱溫度超過它的熔點(高於135℃)時,即發生脫水或降解,然後進一步縮合生成粘稠狀的黑褐色產物，這類反應稱為焦糖化反應。這種反應稱為焦糖化反應(carameliza-tion),英譯又稱卡拉蜜爾作用。焦糖化反應的結果生成兩類物質:一類是糖脫水聚合產物，俗稱焦糖或醬色;一類是降解產物，主要是一些揮發性的醛、酮等。它們給食品帶來悅人的色澤和風味，但若控制不當，也會為製品帶來不良的影響。
焦糖化反應
糖類尤其是單糖在沒有氨基化合物存在的情況下，加熱到熔點以上的高溫（一般是140-170℃以上）時，因糖發生脫水與降解，也會發生褐變反應，這種反應稱為焦糖化反應，又稱卡拉密爾作用（caramelization)。焦糖化反應在酸、鹼條件下均可進行，但速度不同，如在pH8時要比pH5.9時快10倍。糖在強熱的情況下生成兩類物質：一類是糖的脫水產物，即焦糖或醬色（caramel)；另一類是裂解產物，即一些揮發性的醛、酮類物質，它們進一步縮合、聚合，最終形成深色物質。
三個反應階段
焦糖的形成:糖類在無水條件下加熱，或者在高濃度時用稀酸處理，可發生焦糖化反應。由葡萄糖可生成右鏇光性的葡萄糖酐(1，2－脫水－α－D－葡萄糖）和右鏇光性的葡萄糖酐(1，6－脫水－β－D－葡萄糖），前者的比鏇光度為十69°，後者的為一67°，酵母菌只能發酵前者，兩者很容易區別。在同樣條件下果糖可形成果糖酐(2,3－脫水－β－D－呋喃果糖)。由蔗糖形成焦糖(醬色)的過程可分為3個階段。
開始階段：蔗糖熔融，繼續加熱，當溫度達到約200°C時，經約35min的起泡(foaming)，蔗糖失去一分子水，生異蔗糖酐，無甜味而具有溫和的苦味，這是焦糖焦糖化的初始反應。
生成異焦糖酐後，起泡暫時停止。稍後又發生二次起泡現象，這就是形成焦糖的第二階段，持續時間比第一階段長，約為55min，在此期間失水量達9%，形成的產物為焦糖酐,平均分子式為CHO。焦糖酐的熔點為138°C，可溶於水及乙醇，味苦。
中間階段起泡55min後進人第三階段，進一步脫水形成焦糖稀:。
焦糖稀的熔點為154°C，可溶於水。若再繼續加熱，則生成高分子量的深色難溶的物質，稱為焦糖(caramelin)。這些複雜色索的結構目前尚不清楚，但具有下列的官能團:炭基、羧基、羥基和酚基。
影響因素
各種單糖因熔點不同，其反應速度也各不一樣，熔點越低，焦糖化反應越快。葡萄糖的熔點為146°C,果糖的熔點為95°C，麥芽糖的熔點為103°C。由此可見，果糖引起焦糖化反應最快。
糖液的pH值不同,其反應速度也不同,pH得越大，焦糖化反應越快在pH值為8時要比pH值為5.9時快10倍。
焦糖色素
生產焦精色素的原料一般為蔗糖、葡萄糖、麥芽糖或糖蜜.高溫和弱鹼性條件可提高焦糖化反應速度，催化劑可以加速此反應，並可生產具有不同類型的焦糖色素。現在，市場上有3種商品化焦糖色素。第一種是由亞硫酸氣銨催化蔗糖生產的耐酸焦糖色索可套用於可樂飲料、其他酸性飲料、烘焙食品、糖漿、糖果以及調味料中，這種色索的溶液是酸性的(pH值2~4.5)，它含有帶負電荷的膠體粒子,酸性鹽催化蔗糖糖苷鍵的裂解，銨離子參與Amadori重排。第二種是將糖與銨鹽加熱產生紅棕色並含有帶正電荷的膠體粒子的焦糖色素，其水溶液的pH值為4.2~4.8,用於烘焙食品、糖漿以及布丁等。第三種是單由蔗糖直接熱解產生紅棕色並含有略帶負電荷的膠體粒子的焦糖色索其水溶液的pH值為3~4,套用於啤酒和其他含醇飲料。焦糖色素的等電點在食品的製造中有重要意義。例如，在一種pH值為4~5的飲料中若使用丁等電點pH值為4.6的焦糖色素，就會發生凝絮、渾濁乃至出現沉澱。
磷酸鹽、無機酸、鹼、檸檬酸、延胡索酸、酒石酸、蘋果酸等對焦糖的形成有催化作用。
裂解產物
焦糖化反應主要有以下兩類產物:一類是糖的脫水產物——焦糖(或稱醬色，caramel);另一類是糖的裂解產物揮發性醛、酮類等。
糠醛和其他醛的形成(糖在強熱下的另一類變化是裂解脫水等，形成一此醛類物質。如單糖在酸性條件下加熱，主要進行脫水形成糠醛或糠醛衍生物。它們經聚合或與胺類反應，可生成深褐色的色素單糖在鹼性條件下加熱，首先起互變異構作用，生成烯醇糖，然後斷裂生成甲醛、五碳糖、乙醇醛、四碳糖、甘油醛、丙酮醛等。這些醛類經過複雜縮合、聚合反應或發生羰氨反應均可生成黑褐色的物質。
