氨法焦糖

根據國際技術焦糖色素協會（ITCA）的分類，氨（銨）法焦糖色素是指在加工過程中沒有使用亞硫酸鹽而僅采用氨或銨鹽作為催化劑制成的一類焦糖色素，其使用范圍較廣，主要用于釀造食品如醬油、醬制品、醋及啤酒等，通常帶正電荷。由于氨（銨）法焦糖色素在生產過程中會產生一定量的4-甲基咪唑（4-methyli midazole,4-MeI），曾一度被禁止使用。后來經過一系列深入的研究和試驗，人們認為氨法焦糖色素中4-MeI的含量不會超過每日攝入量（200ppm），其作為食用色素是安全的。因此聯合國糧食與農業組織（FAO）、美國食品和藥物管理局（FDA），世界衛生組織（WHO）和日本先后允許了焦糖色素的使用，但對4-MeI作了限量的規定。我國也于1988年制定了新的焦糖色素國家標準（GB-8817-88），重新恢復了氨法焦糖色素的使用 。

高質量的焦糖色素在產品中著色均勻，品質穩定，能夠增加食品的感官性質，提高食品的商品價值，因此，它在食品工業領域中的應用將越來越廣泛。

根據在生產過程中使用催化劑種類的不同可將焦糖色素分為普通焦糖（Ⅰ）、苛性亞硫酸鹽焦糖（Ⅱ）、氨法焦糖（Ⅲ）、亞硫酸銨法焦糖（Ⅳ）四類，食品中常用的是耐酸型焦糖色素和氨法焦糖色素。

Ⅰ類普通焦糖不使用催化劑，直接采用DE值70以上的葡萄糖漿，在160°C左右的溫度下通過糖自身的焦糖化作用制得；Ⅱ類苛性亞硫酸鹽焦糖在制備過程中添加堿性亞硫酸鹽作催化劑，由于催化劑的用量較高，我國禁止使用；Ⅲ類氨法焦糖是我國目前生產量最大的一類焦糖，多用氨水作催化劑。生產原料可用葡萄糖母液、糖蜜、碎米等；Ⅳ類亞硫酸銨法焦糖是用亞硫酸（氫）銨做催化劑產生的，屬于耐酸型焦糖色素。第Ⅰ、Ⅲ類焦糖主要用于果汁飲料、醬油、調味罐頭、糖果生產；第Ⅳ類焦糖主要用于碳酸飲料、黃酒的生產 。

美拉德反應（Maillard Reaction）包括了醛、酮及還原糖與胺、氨基酸、肽和蛋白質之間的反應，反應的化學原理是極其復雜的，現有的研究結果認為美拉德反應大體分為初級階段、中級階段和最終階段。

初級美拉德反應包括還原糖的羰基與氨基酸或蛋白質中的游離氨基二者之間進行縮合。縮合物迅速失去一分子水轉變為希夫堿（Schiff base），再經環化形成相對應的N-取代的葡基胺，然后又經過阿馬多利（Amadori）分子重排轉變成1-氨基-1-脫氧-2-酮糖，這一步包含由醛糖轉變為酮糖衍生物的過程，反應機理如圖1-1所示。初級美拉德反應不引起褐變，其中關鍵步驟是阿馬多利重排，重排產物（Amadori rearrangement product,ARP）1-氨基-1-脫氧-2-酮糖是極為重要的不揮發的香味前驅物。

美拉德反應的中級階段包括三條主要反應路線。

第一條反應路線由1-氨基-1-脫氧-2-酮糖在2、3位置不可逆地烯醇化，從C1消去胺基生成甲基二羰基中間體，其進一步反應產生如C-甲基-醛類、酮醛類、二羰基化合物和還原酮等裂解產物，反應產物包括乙醛、丙酮醛、丁二酮和醋酸等風味成分。

第二條反應路線是烯醇式阿馬多利重排產物在1、2位置烯醇化并消去C3上的羥基，加H2O生成3-脫氧已糖酮，然后脫水生成2-糠醛類風味成分。

一般認為，堿性條件下，由于鄰近N原子的影響，糖殘基C1的電子云密度增大，使1,2-烯醇化較為困難。因此，堿性條件下ARP一般進行2,3-烯醇化。酸性條件下，N被質子化。由于帶正電的N原子的吸引，電子離開C1，使1,2-烯醇化比較容易進行。

第三條反應路線：美拉德反應風味物質產生于此途徑。在二羰基化合物的存在下，氨基酸發生脫羧、脫氨作用，成為少一個碳的醛，氨基轉移到二羰基化合物上，這一反應為斯特勒克降解（Strecker degradation）反應。這一反應生成的羰氨類化合物經過縮合，生成吡嗪類物質。