1簡介編輯
定義
焦糖色素也叫焦糖。焦糖色素是壹種廣泛應用於食品工業的天然色素，也是食品添加劑的重要成員。
根據美國食品化學法典中的定義，焦糖色素通常是壹種復雜的混合化合物，其中壹些以膠體聚集體的形式存在，可以單獨加熱碳水化合物制成，也可以在食用酸、堿和鹽的存在下合成。焦糖色素通常為棕黑色至黑色的液體或固體，有焦糖味，有壹定的苦味。其原料多為果糖、葡萄糖、轉化糖、蔗糖和澱粉的水解產物或部分水解產物[1]。
焦糖色素常用於制作甜點。它可以為蛋糕和甜點提供充滿糖果或巧克力的味道，或者可以添加到冰淇淋和蛋羹中。或者作為食品黑色素，可樂等飲料用焦糖著色，也用作食品著色劑，也是威士忌行業唯壹允許的添加劑。焦糖色素可溶於水。
產品用途
焦糖色素廣泛應用於醬油、醋、料酒、醬鹵、腌制品、焙烤食品、糖果、醫藥、碳酸飲料和非碳酸飲料中，能有效提高產品質量。適用於醬油、醋、料酒、醬鹵及腌制品。用量:2-5%。
焦糖色又叫焦糖，俗稱醬色，英文為Caramel，德文為“karamelxucker”，法文為“sucrecaramelise”。焦糖色素是壹種天然色素，在食品中有著廣泛的應用，是食品添加劑的重要成員。20世紀60年代，因其環化化合物四甲基咪唑的問題，壹度被懷疑對人體有害，被世界各國政府禁用。經過科學家多年的艱苦研究，已經證明它是無害的。聯合國糧農組織(FAO)、世界衛生組織(世衛組織)和國際食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)都已確認焦糖色素是安全的，但他們對其四甲基咪唑進行了限量。因此，世界各地的焦糖工業加速發展。根據文獻，英國、法國和德國的年產量都在1.10000噸以上，美國的年產量在100000噸以上，但中國的年產量沒有統計。筆者估計約為12 ~ 150000噸。中國的焦糖工業非常落後。大部分產量都是作坊式的手工方式生產，很少有廠家能用科學的方法生產。而且只能生產醬油用的單壹耐鹽焦糖，質量差，衛生指標差。幾年前，可樂飲料中使用的耐酸焦糖無法生產，需要高價進口。到目前為止，固體焦糖還沒有正規的生產廠家。因此，我國焦糖產業急需發展和研究。
生產原理
焦糖的制作並不是什麽新鮮事，它是壹種褐變反應。褐變反應是我們日常生活、食品加工和烹飪中的壹種普遍現象，但到目前為止，科學技術還不能準確解釋焦糖反應的機理，焦糖的結構組成也沒有得到認可。幾乎壹生都在實驗室從事焦糖研究的英國化學家Brache感嘆道:“焦糖不僅復雜，而且不可預測。只有最大限度地控制原料、制備工藝、時間和溫度，才能保證高質量產品的可重復性……”。可見焦糖的生產技術難度較大，在國外也被視為高科技產品，其生產技術嚴格保密。美國可口可樂之所以能風靡全球壹個世紀，國際市場占有率第壹，與其耐酸焦糖技術是分不開的。
2物理和化學性質編輯
焦糖色素作為著色劑，最重要的指標是顯色強度(EBC單位)。我國規定EBC與分光光度計通過1cm的比色皿，在610nm波長下測得的0.1%焦糖溶液的吸光值(W/V)成正比。吸光值(A)越大，顏色越深。焦糖色素的色比強度雖然重要，但它的色相也很重要。色調指數是焦糖色素色調和紅色度的重要量度。
電荷
焦糖色素具有膠體性質，都帶有少量電荷，可以帶正電，也可以帶負電，具體取決於制作方法和所用食物的酸堿度。壹定要註意選擇，否則會對使用效果有影響。比如可樂飲料中使用的耐酸膠體色素應該是帶負電的，等電點小於1.5，而醬油、黃酒中使用的是帶正電的焦糖色素。從微生物學的角度來看，焦糖色素是壹種非常穩定的產品。因為細菌不能在焦糖色素中存活，所以規定保質期為12個月。
ph值
焦糖色素的pH值是應用中的壹個重要指標，不同種類的焦糖色素pH值不同。如果焦糖的pH值>:5.0，容易汙染微生物，如果pH值為
粘性
工廠正致力於降低焦糖的粘度，從而擴大其應用範圍。有些焦糖色素的固含量和比重與其他焦糖色素相同，但由於其粘度低、流動性高、穩定性好、著色均勻，所以用於烘焙行業。烘焙用的焦糖主要要求流動性好，易與面粉混合，不要求太高的上色率，所以加工時壹定要根據其用途決定制作工藝。有資料表明，焦糖色比隨加熱時間的延長而增加，但高溫易使大分子聚合，粘度增加，流動性降低。
3制造過程編輯器
如上所述，雖然現代科技還沒有完全了解焦糖反應的機理，但是已經清楚地了解了非酶褐變反應的早期機理和反應產物。壹般來說，焦糖反應有兩種類型:壹種是伴隨胺的Medella反應，即葡萄糖+NH3-R生成SehiffsBase，進壹步加熱生成N-取代氨基葡萄糖。另壹種是純焦糖反應(簡單加熱葡萄糖的焦化反應)，即在相當高的溫度下(200℃左右)。兩種反應都可以生成醛和二羰基化合物，但美拉德反應滲透了含氨組分，這個反應機理大致可以概括為三步:
步驟1:開始反應。a、糖氨結合；阿馬多裏分子重排反應。
第二步:降解反應產生無色物質，紫外吸收強，釋放二氧化碳。c、糖脫水。d、環裂。
第三步:縮合反應形成高分子量強染色組分。e、羥醛縮合；醛氨聚合和含氨雜環化合物的形成。
根據以上原理，現代焦糖色的制作方法大致如下:
常壓法
即壹種生產敞口罐的方法。壹般用熱交換器上1開孔的分離器，在常壓下將糖加熱到壹定溫度，加入氨水，繼續加熱到終點。絕大多數國內廠商都采用類似的方法。但常壓法難以控制溫度，質量不穩定，粘度高，應用不方便，不適合大規模工業化生產。不過，國外的壹些品種也采用這種方法。
加壓方法
在這種法制中，將糖放入帶有攪拌器的反應罐中，用蒸汽(或油浴)加熱到壹定溫度，然後加入不同的技術助劑，保溫壹定時間。到達終點後，將糖過濾並迅速冷卻至38℃以下進行包裝。不同的技術助劑，不同的溫度，不同的保溫時間，不同的PH值可以得到非常不同的產品。這些工藝參數是高度機密的技術。國外很多高品質的焦糖都是用壓力法生產的，國內也有研究這種方法，但真正能大批量生產的單位並不多，尤其是產品的壹致性和高品質無法保持。
擠壓法
這種法制糖是用螺桿將糖送入擠壓機，經過幾分鐘的高溫後噴出，研磨成粉末狀的焦糖，含水量在3%左右。它也可以由澱粉或糊精制成。據我所知，國內幾乎沒有這方面的技術，在國外獲得這方面的技術資料極其困難。筆者和幾個朋友潛心研究這項技術數年，才看到第壹個端倪，預計很快就能投入實驗。國內有少數單位采用噴霧幹燥或真空幹燥生產少量固體焦糖。技術不夠成熟，產品質量和包裝存在很多問題，國內固體焦糖生產能力沒有形成。
4分類編輯
普通焦糖
普通焦糖的生產中不使用氨或亞硫酸化合物。二乙胺乙基纖維素結合的色素不超過50%，磷酸纖維素結合的色素不超過50%。
苛性亞硫酸鹽焦糖
生產苛性亞硫酸鹽焦糖時使用硫酸化合物，不使用氨化合物。二乙胺乙基纖維素結合的顏料大於50%，吸收率大於50。
氨焦糖
氨法焦糖生產中使用氨類化合物，不使用亞硫酸類化合物。二乙胺乙基纖維素結合的顏料不超過50%，磷酸纖維素超過50%。
亞硫酸銨法焦糖
又叫耐酸焦糖，帶很強的負電荷，在酸中很穩定。它主要用作飲料中的著色劑。在生產過程中使用氨的化合物，並且使用亞硫酸的化合物。這種焦糖在美國市場大量使用。
5主要目的編輯
軟飲料
軟飲料是世界上焦糖色素用量最大的領域。使用焦糖色素原濃度，壹般飲料每3L少於4g，可樂飲料使用量加倍。因為每升飲料中只會增加1卡熱量，所以成為了減肥飲料加工中的首選色素。此外，還有壹種焦糖色素用於根啤酒(壹種不含酒精的飲料，以黃樟油和冬青油為香料)，有助於形成頂部泡沫和誘人的紅色。在碳酸飲料中，焦糖色素可以用作乳化劑，防止芳香物質的分離。
酒精飲料
焦糖色素可用於啤酒、威士忌、葡萄酒、朗姆酒和利口酒中，最常用的品種是那些在高度酒精乙醇中仍能保持穩定的。在酒精飲料的應用中，要考慮焦糖色素的用量。啤酒含有帶正電荷的蛋白質。如果加入帶負電荷的焦糖色素，會聚集成較大的顆粒，形成沈澱，產生渾濁。
其他的
醬油可以用高達15%的鹽保存，因此需要穩定的焦糖色素才能使醬油產品具有自然的發酵色。焦糖色素也可以用來增加烘焙食品的吸引力。液體和粉狀焦糖色素的原濃度或雙濃度，可以用來彌補專用面包、“表面裝飾”蛋糕、餅幹著色力不足和不均勻。帶正電荷的焦糖色素在麥芽醋中能起到穩定的作用；但在蘋果醋和蒸餾醋的生產中，其性能不穩定。[1]
6應用程序前臺編輯
分類和應用
在國際上，焦糖色素通常根據功能分為四類，如附表所示。
焦糖色素的分類
種類
名義名稱
工作能量
彩色亮度
總氨
總硫度
Ⅰ
普通(酒精)焦糖
在酒精中的穩定性
0.01~0.14
& lt0.1
& lt0.2
Ⅱ
亞硫酸鈉鉀焦糖
在酒精中的穩定性
0.05~0.13
& lt0.3
& lt0.3
Ⅲ
氨焦糖啤酒
在啤酒和醬油中穩定
0.08~0.36
& gt0.3
& lt0.2
Ⅳ
亞硫酸銨焦糖
酸中的穩定性
0.10~0.60
& gt0.3
& gt0.3
以上分類是基於沒有壹種焦糖可以同時適用於所有的應用領域，所以國外有幾十種焦糖品種，甚至還有風味焦糖，即添加某些氨基酸使焦糖具有某種獨特的氣味。
我國過去只生產壹種焦糖色，即釀酒工業用的耐鹽焦糖，相當於國際III級焦糖，國家標準GB8817-88。近年來，只有少數制造商能夠生產用於可樂飲料的耐酸焦糖。上海汽水廠生產的開心可樂不賣，但是耐酸性不夠高。後來的浙江永嘉葡萄糖廠、河南開封中藥廠、浙江瑞安食品添加劑廠、上海師範大學化工廠、上海科技大學化工廠等。還相繼開發了耐酸性高的耐酸焦糖，都只是單壹色率。重慶玉龍食品飲料有限公司於1989引進國外技術設備，開發出雙耐酸焦糖色，接近國外先進產品。到目前為止，中國的焦糖工業已經向前邁進了壹步。然而遺憾的是，被廣泛用於醬油、酒、醋中的焦糖的情況並沒有改變。個體經營戶用蔗糖蜜生產的焦糖色得率低，易沈澱，色調難看，焦味嚴重，衛生條件差。但其價格低廉，經銷手段靈活，國營集體工廠沒有競爭力。市場仍以個別產品為主，從而極大地影響了我國醬油等產品質量的提高。由於改革開放，人民生活水平迅速提高，人們對食品檔次的要求日益提高。醬油、醋等調味品壹直以來都是以舀為主，大部分都要求瓶裝出售。色調美觀，無沈澱物，上色率高，添加劑用量少。尤其是那些出口產品的廠家，經常在報紙雜誌上呼籲生產高質量的焦糖。湖南的醬油，山西的醋，浙江的老酒，都需要特殊的優質焦糖。質量較好的冷食產品、巧克力餅幹、雪茄等固體焦糖也很難在市場上買到。因此，許多外國公司來到中國設廠。如果國內焦糖行業不力爭上遊，市場必然被搶占。
發展前景
雖然我國焦糖生產技術落後，國外對焦糖技術封鎖嚴格，但並不需要花大價錢進口。中國完全有可能在現有基礎上，通過艱苦的科學實驗，自主發展焦糖工業。那些唯利是圖、以次充好的個體饕餮戶，應該由政府法規來管理和引導改善，大部分都會被淘汰。工廠規模已初具規模的專業工廠，要建立科學的規模生產格局，以質優價廉占領市場。中國的焦糖市場非常廣闊。
7安全性編輯
上世紀60年代，焦糖色素曾因環狀化合物4-甲基咪唑的問題被懷疑對人體有害，被世界各國政府禁用。經過科學家多年的研究，已經證明它是無害的。聯合國糧農組織(FAO)、世界衛生組織(世衛組織)和國際食品添加劑聯合專家委員會(JECFA)都已確認焦糖色素是安全的，但對4-甲基咪唑有限量規定。
焦糖色素安全性的科學研究是相當充分的。對於第四種焦糖色素，國際食品添加劑專家委員會(JECFA)規定的安全標準是每天每公斤體重不超過200毫克。對於壹個成年人來說，相當於每天10克以上。因為只是壹種色素，用量有限，所以不需要在食品中“限量”。中國的標準是“按需使用”，而美國給出的分類是“GRAS(公認安全)”，也就是廠商可以正常使用。加拿大和歐盟也將其視為非常安全的食用色素。
作為副產物，焦糖色素中4-甲基咪唑的含量與具體產品有關，歐盟規定不得超過250ppm (1ppm相當於每公斤1mg)。已有許多關於4-甲基咪唑安全性的研究。以前的研究發現，不良反應的劑量是比較大的，遠遠高於食物中可能的含量。對“致癌性”的擔憂來自2007年的壹項研究。
這是壹個初步的動物實驗。它觀察了高劑量的4-甲基咪唑對“某些種類”的小鼠的致癌作用，但並不是每壹種小鼠都發生癌變。沒有提供致癌的機制，也無法推斷人體內會發生什麽。[2]
8相關事件編輯
2012年3月5日，美國消費者權益保護組織CSPI發布報告稱，可口可樂和百事可樂產品中的焦糖色素中發現了壹種名為4-甲基咪唑的化學物質，這是壹種可以誘發腫瘤的高級化學物質。該機構表示，已於2012年2月向美國美國食品藥品監督管理局提交申請，要求其禁止使用這種含有4-甲基咪唑的顏料。
2012年3月6日，可口可樂回應，“CSPI不負責任地質疑我們飲料中使用的焦糖色素的安全性，挑起消費者對癌癥的擔憂。CSPI壹直聲稱自己是壹個為公眾服務的非政府組織，但這是對公眾的傷害而不是服務。研究表明，我們產品中使用的焦糖色素不會致癌。大量食物和飲料中含有微量的4-甲基咪唑。事實上，4-甲基咪唑通常是在烹飪過程中發生“褐變反應”時形成的。"
百事中國相關負責人援引美國飲料協會的聲明稱:“沒有科學證據表明食品或飲料中的4-甲基咪唑對人體健康構成威脅。世界各地的監管機構，包括美國美國食品藥品監督管理局、歐洲食品安全局和加拿大衛生部的研究已經證實，焦糖色素在食品和飲料中使用是安全的。”
美國美國食品藥品監督管理局發言人道格·卡拉斯(Doug Callas)於2012年3月6日發表聲明稱，可樂是安全的，消費者每天飲用超過1000罐可樂後攝入的4-甲基咪唑量相當於實驗中動物攝入的量，與癌癥有關。
2012年3月8日，美國可口可樂公司宣布降低其生產的可樂中4-甲基咪唑的含量。可口可樂公司發言人本·謝德勒(Ben Schedler)表示，可口可樂公司並不想改變可口可樂產品的配方，而是要求焦糖供應商在生產過程中進行必要的改變，以滿足加州的相關法律要求。[3]