焦糖色素:食品添加劑-中文百科頻道

定義

焦糖色素亦稱焦糖，英文Caramel。焦糖色素是一種在食品工業中應用範圍十分廣泛的天然着色劑，是食品添加劑的重要一員。

根據“美國食品用化學品法典”中的定義，焦糖色素通常是一種複雜的混合型化合物，其中有些是以膠體聚集體形式存在，可通過加熱碳水化合物單獨制成或者在食用的酸、堿、鹽參與下合成。焦糖色素通常為棕黑色至黑色的液體或固體，有一種燒焦的糖的氣味，并有某種苦味。其原料多為果糖、葡萄糖、轉化糖、蔗糖和澱粉的水解産物或部分水解的産物。

焦糖色素常被用在制作甜點上，它可以為糕點和甜點提供一種填補糖果或巧克力的風味，或加于冰激淩和蛋奶凍上。或作為食物黑色素，如可樂之類的飲料使用焦糖着色，而且它也被用作食品着色劑，它也是威士忌行業唯一允許使用的添加劑。焦糖色素可溶于水。

研究曆史

20世紀60年代，由于其環化物4-甲基咪唑的問題，焦糖色素曾一度被懷疑對人體有害而被各國政府禁用。經科學家們的多年研究，證明它是無害的。聯合國糧農組織（FAO）、世界衛生組織（WHO）、國際食品添加劑聯合專家委員會（JECFA）均确認焦糖色素是安全的，但對4-甲基咪唑做了限量的規定。

焦糖色的安全性一直是備受争議的，聯合國糧農組織（FAO）、世界衛生組織（WHO）、國際食品添加劑聯合專家委員會（JECFA）均确認焦糖色素是安全的，使用時需遵循良好操作規範，但對其副産物4-甲基咪唑做了具體限量的規定。4-甲基咪唑對動物有緻癌性，對人類作用還未有定論。

理化性質

2001年8月6日，中國國家質量監督檢驗檢疫局發布了焦糖色素的新國際（GB 8817-2001），于2002年2月1日正式實施。其理化指标見表格圖片。

色率與色調

焦糖色素作為一種着色劑，最重要的指标是色率強度（EBC單位），中國規定EBC與0.1％焦糖溶液（W/V）采用分光光度計在610nm的波長下通過1cm的比色皿所測定的光吸收值成正比，光吸收值（A）越大，色澤越深，EBC＝（A× 20000）/0.076。

焦糖色素的色率強度雖然重要，但它的色調也十分重要，色調指數是焦糖色素色調及其紅色度特征的重要量度。

電荷

焦糖色素具有膠體性質，均帶有小小的電荷，可以是正電荷，可以是負電荷，視生産方法及所用食品的pH而定。在選用時必須注意，否則将會對使用的效果有影響，如在可樂飲料中使用的耐酸性膠體色素要帶負電荷，等電點小于1.5，而在醬油、黃酒中就用帶正電荷的焦糖色素。從微生物學觀點來講，焦糖色素是很穩定的産品，因細菌不能在焦糖色素中生存，所以保質期規定為12個月。

pH值

焦糖色素的pH值在應用中是很重要的指标，焦糖的pH值因種類不同而異。如果焦糖的pH ＞ 5.0，則容易污染微生物，如果pH 值＜ 2.5，則在短時間就會樹脂化，pH越低，這種變化越快。耐酸焦糖，其pH應為2.8～3.3，平均為2.9～3.0，這種焦糖多用于飲料工業。等點電在4.5～5.0的焦糖加入啤酒及醬油中，由于不改變介質的pH，且與溶液的帶電性相一緻，所以溶解度增大。焦糖的pH一般是由加工的原料工藝決定的，可以根據不同需要加以調節。

粘度

工廠都着力于降低焦糖的粘度，從而擴大其使用範圍。有些焦糖色素其固形物含量及比重和其他焦糖一樣，但粘度低，流動性大，穩定性好，着色均勻，而被用于焙烤業中。焙烤所用的焦糖主要要求其流動性良好，易與面粉混和均勻，并不要求色率過高，所以在加工時，一定要根據其用途決定生産工藝。有資料顯示，焦糖随加熱時間的延長，色率加大，但高溫易使大分子物質聚合，粘度增大，流動性變小。

特點

色率高，着色能力強，體現發酵醬油特有的紅褐色，紅潤、亮麗。粘度适中，溶解性好，耐鹽度高，品質穩定。

生産原理

焦糖的制造并不是什麼新鮮的事，它是一種褐變反應（Browning Reaction)。褐變反應是我們日常生活與食品加工及烹調中經常碰到的現象，可至今為止，科學技術尚不能确切的解釋焦糖反應的機理，焦糖的結構組成也尚未被認識。一個幾乎畢生在實驗室中從事焦糖研究的英國化學家Brache感歎地說：“焦糖不僅具有複雜性，而且也無法預測，隻有在最大限度内将原料、制備技術、時間、溫度等加以控制，才能保證高質量産品的可重複性……”。可見，焦糖的生産技術是困難的，在國外也被視為高科技産品，其生産工藝被嚴格保密。美國可口可樂之所以能風行全世界一個世紀，國際市場占有率獨占鳌頭，與她擁有耐酸焦糖技術是分不開的。

制備方法

液體焦糖色素是在嚴格控制反應壓力、溫度和pH值的條件下生産的，可以在常壓下，也可以在加壓下進行，這主要根據最終産品的用途來決定采用何種工藝。液體焦糖色素經過調配後，通過噴霧幹燥或真空幹燥可生産粉末焦糖色素。

普通焦糖

用DE值70以上的葡萄糖漿在160℃左右的溫度下，添加1％（幹基）的氫氧化鈉為催化劑，可制造出普通焦糖。它的色率較低，色率強度（EBC）2萬左右，但紅色指數可達6以上，氮硫含量均較低，在75％的酒精中也能穩定，可用于在蒸餾酒中作着色劑。

苛性亞硫酸鹽焦糖

苛性亞硫酸鹽焦糖的制造方法與普通焦糖相似，但必須用亞硫酸鹽作催化劑，催化劑的用量較高，亦能在酒精中穩定。

氨法焦糖

氨法焦糖生産方法基本可分為開口式常壓法及密閉式加壓法。催化劑用氫氧化胺。生産原料可用結晶葡萄糖之母液、蔗糖糖蜜、碎米等。此類焦糖主要用于醬油着色。帶正電荷，在醬油、啤酒中穩定，若生産方法适當，亦可能在醋、紅酒中穩定。

亞硫酸铵法焦糖

其制造方法必須用亞硫酸铵為催化劑，在酸性條件下催化而成。

主要用途

焦糖色素是一種應用範圍最廣，應用數量最大的食品添加劑，一般來說，它可應用于醬油、醋、啤酒、黃酒、醬菜、豆制品、罐頭、餅幹、糖果、方便面、湯料、焙烤食品、烤煙及止咳糖漿等方面。

軟飲料

軟飲料是世界上焦糖色素用量最大的領域，采用原濃度焦糖色素，一般每3L飲料用4g以下的焦糖色素，應用于可樂飲料，用量加倍。由于它在每公升的飲料中隻會增加1cal熱量，因此在減肥飲料加工中成為首選的色素。此外，還有一種用于根啤酒（一種以黃樟油、冬青油為香料的無醇飲料）的焦糖色素，有助于形成頂層泡沫和誘人的紅色。在碳酸飲料中，焦糖色素可作為乳化劑，并阻止芳香物質分離出來。

乙醇飲料

焦糖色素可應用于啤酒、威士忌、葡萄酒、老姆酒和利口酒中，最常用的是那些能夠在高酒度乙醇中仍然穩定的品種。在乙醇飲料中應用需要考慮的是所選用焦糖色素的電荷。啤酒含有帶陽電荷的蛋白質，若加入帶陰電荷的焦糖色素，就會聚集成較大粒子，形成沉澱，産生混濁。

其他

醬油可以用高達15％的鹽進行防腐，故需要穩定的焦糖色素使醬油産品具有自然發酵色澤。焦糖色素也可用來增加焙烤食品外觀的吸引力。可選用原濃度或倍濃度的液體和粉末狀焦糖色素來彌補特制面包、“表面裝飾”蛋糕和曲奇餅精制配料的不充足和不均勻的着色力。帶陽電荷的焦糖色素，能在麥芽醋中穩定地發揮作用；而在蘋果醋、蒸餾醋的生産中，其表現則不穩定。

安全性

20世紀60年代，由于其環化物4-甲基咪唑的問題，焦糖色素曾一度被懷疑對人體有害而被各國政府禁用。經科學家們的多年研究，證明它是無害的，聯合國糧農組織（FAO），世界衛生組織（WHO），國際食品添加劑聯合專家委員會（JECFA）均确認焦糖色素是安全的，但對4-甲基咪唑做了限量的規定。

科學界對焦糖色素的安全性研究相當充分。對第4類焦糖色素，國際食品添加劑專家委員會（JECFA）制定的安全标準是每天每公斤體重不超過200毫克。對于一個成年人來說，相當于每天10克以上。因為它隻是色素，用量有限，所以在食品中也就用不着“限量”。中國的标準是“按需使用”，而美國給予了“GRAS（ Generally Recognized as Safe）”的分類，意為廠家正常使用即可。加拿大、歐盟也都把它作為很安全的食品色素。

作為副産物，4-甲基咪唑在焦糖色素中的含量跟具體的産品有關，歐盟規定不能超過250ppm（1ppm相當于每公斤中含有1毫克）。針對4-甲基咪唑的安全性也有過不少研究。較早的研究中發現不良作用的劑量都比較大，遠遠高于食品中的可能的含量。“緻癌”的擔憂來源于2007年的一項研究。

這是一項比較初步的動物實驗。它觀察到了高劑量的4-甲基咪唑對“某些種類”老鼠的緻癌作用，但并不是每種老鼠都發生了癌變。它沒有提供緻癌的機理，也無法推知在人體中的情況會如何。