Entre a ampla gama de corantes alimentícios disponibilizados ao mercado, o corante caramelo representa mais de 80% de todos os corantes adicionados aos alimentos, sendo que o seu o consumo global anual excede 200.000 toneladas.

Inicialmente, era comercializado como aditivo para produtos de cervejaria e para colorir conhaques. Hoje, seu uso se expandiu para conferir cor com variantes de matizes marrom-amarelada clara, marrom escuro até o preto, em uma variedade de produtos de panificação e misturas, cereais matinais, snacks, achocolatados em pó, essência de baunilha, shoyu, proteína texturizada de soja escura, caldas doces, chás prontos, biscoitos, pré-misturas de pães e bolos, refrigerantes e uma infinidade de outras aplicações.

O corante caramelo é usado em alimentos há mais de um século e meio para conferir, intensificar ou restaurar a coloração, promovendo diversas tonalidades aos alimentos e bebidas, que variam desde o amarelo claro, passando pelo marrom avermelhado e marrom escuro, até o preto. Bebidas à base de cola, cervejas e pães escuros são alimentos familiares que contêm corante caramelo, mas vários outros alimentos e bebidas, incluindo sidra, destilados, à base de leite e frutas, sobremesas, geleias, cereais, pães, produtos de panificação, sopas e caldos, molhos para churrasco, carnes, molho de soja, temperos, confeitos e chicletes, são alimentos em que o corante caramelo é usado. Atualmente, mais de 30 categorias de alimentos e bebidas contêm corante caramelo, o qual está presente em 5% de todos os novos produtos alimentícios.

Em panificação, por exemplo, o corante caramelo é usado para aprimorar a cor e o apelo dos assados há décadas. A alta dispersibilidade do caramelo nos sistemas de água e massas o torna adequado para essas aplicações. As Classes III ou IV são as mais frequentemente usadas em aplicações de panificação.

A ampla seleção de cores dos corantes caramelo disponíveis o tornam uma ferramenta versátil para uso no design de produtos assados visualmente atraentes, variando do amarelo bronzeado ao marrom avermelhado e quase preto. Ambas as versões, líquido ou pó, podem ser utilizadas, sendo que a escolha adequada depende do layout do processo e do equipamento; geralmente, a versão em pó é a mais utilizada devido a sua facilidade de manuseio, maior vida útil e melhor desempenho em misturas secas. O processo de secagem usado pelos fabricantes de corante caramelo eleva os sólidos de caramelo de 50% a 65% para mais de 96%. O pó resultante é mais escuro do que o líquido; portanto, é necessário menos caramelo em pó (em volume) nas fórmulas de cozimento. Além disso, o corante caramelo em pó permite que os fabricantes padronizem a cor das misturas para assar. Misturas de pães e bolos frequentemente contêm corante caramelo para aprimorar o apelo visual do produto final.

Embora seja amplamente utilizado na indústria alimentícia, é na área de bebidas que o corante caramelo encontra sua maior aplicação.

Os refrigerantes são os principais produtos onde o corante caramelo está presente. Em bebidas do tipo cola, por exemplo, o caramelo é usado principalmente para propiciar o efeito das colas, ou seja, o visual refrescante. Além disso, é usado por sua ação emulsificante, propiciando uma emulsão aquosa de óleos aromáticos não contendo goma natural. Os agentes aromáticos insolúveis em água podem ser adicionados ao caramelo, ou mesmo, ao agente aromatizante. A quantidade de sólidos necessária para emulsificar o agente aromatizante depende do tipo de aromatizante utilizado. Geralmente, toda a água necessária utilizada na fase aquosa para a emulsificação do agente aromatizante já está presente no volume do caramelo utilizado. A emulsificação da mistura de corante caramelo e agente aromatizante é feita por meio de homogeneizador, moinho coloidal ou equipamento similar.

Além da coloração, o corante caramelo é utilizado para auxiliar na formação de espuma, desejável em alguns tipos de bebidas, como cervejas e refrigerantes, além de conferir leve sabor amargo, dependendo da quantidade utilizada.

O corante caramelo mais utilizado em bebidas do tipo cola é o double-strenght, devido a sua maior intensidade de cor e, também, economia de custo. Esse tipo de caramelo também atende os requisitos de baixo valor calórico exigidos para as formulações de colas diet e light.

Outro tipo de corante caramelo bastante utilizado é o single-strenght que, com alta gravidade específica, propicia maior corpo à bebida.

Na produção de cervejas, o corante caramelo deve apresentar carga coloidal positiva e estabilidade ao álcool. A adição de um caramelo negativamente carregado à cerveja, a qual contém proteínas com cargas positivas, provoca turbidez imediata, que se aglomera em partículas suficientemente grandes e precipitam em curto espaço de tempo.

Para os vinhos, deve-se levar em consideração o processo de clarificação. Se este for feito usando gelatina e ácido tânico, é necessário adicionar ácido tânico suficiente para remover toda a gelatina; caso contrário, a sobra de gelatina e o caramelo irão precipitar e serão removidos no processo de filtração, causando clareamento sensível do produto.

Para melhorar a estabilidade de licores, particularmente os do tipo creme, é importante fazer uma pré-mixagem do caramelo com álcool antes de adicionar os outros ingredientes. Se forem usados laticínios, é necessário controlar as temperaturas do pasteurizador para evitar a sobra de creme, já que as partículas queimadas, de aparência marrom, tendem a subir à superfície.

Existem quatro tipos distintos de corante caramelo para atender aos requisitos de diferentes sistemas de alimentos e bebidas: Classe I, composta pelo caramelo simples ou caramelo cáustico, preparado pelo tratamento térmico controlado de carboidratos com álcali ou ácido; Classe II, composta pelo caramelo sulfito cáustico, preparado pelo tratamento térmico controlado de carboidratos com compostos contendo sulfito; Classe III, composta pelo caramelo amônia ou caramelo beer, preparado pelo tratamento térmico controlado de carboidratos com compostos de amônia; e ClasseIV, composta pelo caramelo sulfito amônia ou caramelo soft drink, preparado pelo tratamento térmico controlado de carboidratos com compostos de amônia e de sulfitos. Cada um dos tipos possui propriedades funcionais específicas que garantem compatibilidade e eliminam efeitos indesejáveis.

O corante caramelo é disponível comercialmente na forma líquida ou sólida, tendo coloração que vai do marrom escuro ao preto, aroma de açúcar queimado e sabor agradável e um tanto amargo. É totalmente miscível com água e contêm agregados coloidais que respondem pela maioria das suas propriedades de coloração e comportamento característico em relação a ácidos, eletrólitos e taninos.

Pode ser produzido a partir de uma variedade de fontes de carboidratos. As matérias-primas de carboidratos utilizadas são adoçantes nutritivos de grau alimentício disponíveis comercialmente, como monômeros de glicose e frutose ou seus polímeros, por exemplo, xaropes de glicose, sacarose ou açúcares invertidos e dextrose. Para promover a caramelização, ácidos, álcalis e sais de qualidade alimentar podem ser usados em quantidades consistentes com as Boas Práticas de Fabricação (BPF) e sujeitos às seguintes estipulações: os compostos de amônio e sulfito não podem ser utilizados como reagentes em corantes caramelo Classe I. Já para a produção de corantes caramelo Classe II, podem ser utilizados como reagentes somente compostos de sulfito. Para a Classe III, somente os compostos de amônio devem ser utilizados. E, para a Classe IV, tanto os compostos de amônio como de sulfito podem usados como reagentes.

Os compostos de amônio utilizados são hidróxidos, carbonatos, bicarbonatos, fosfatos, sulfatos, sulfitos e bissulfitos. Os compostos sulfitos são ácidos sulfurosos e sulfitos, bissulfitos de potássio, sódio e amônio. O ácido sulfúrico e cítrico e o hidróxido de sódio, potássio e cálcio são compostos que podem ser usados para todos os quatro tipos de corante caramelo. Ésteres de poliglicerol de ácidos graxos podem ser usados como auxiliares de processamento em quantidades não superiores as necessárias para produzir o efeito pretendido.

Dois grandes tipos de corante caramelo são produzidos por processo eletropositivo ou positivo, feito com compostos de amônia; e eletronegativo ou negativo, feito com compostos de sulfitos.

A carga elétrica adquirida durante o processamento é um aspecto de extrema importância e indica em quais produtos o corante caramelo poderá ser aplicado.

A existência das cargas positivas ou negativas determina a compatibilidade com o meio aquoso, além de estabelecer um estado de repulsão entre as próprias moléculas de caramelo. Isso leva a um aumento da interação com o solvente e, consequentemente, ao favorecimento da solubilidade. A carga coloidal é influenciada pelo pH do meio. Dessa forma, uma mudança de pH das soluções onde se aplicam o corante caramelo pode levá-lo ao seu ponto isoelétrico, o que pode causar efeitos indesejáveis, como precipitação, efeitos de névoa e separação.

Na produção do corante caramelo são consideradas três variáveis críticas: cor, temperatura e pH. A formação da coloração é altamente dependente do pH ácido, o que implica na importância da adição dos reagentes que definem essa propriedade funcional. Os carboidratos utilizados na fabricação do caramelo variam em várias partes do mundo em função de fatores geográficos e econômicos, podendo ser utilizado sacarose, amido hidrolisado de milho, trigo e fécula de mandioca. Como a caramelização inicialmente procede de monossacarídeos, em alguns casos há necessidade de inversão ou hidrólise ácida para obtenção da estrutura ideal do carboidrato. A introdução de sulfitos e amônia como reagentes resulta em um corante caramelo com boas propriedades emulsificantes e com carga iônica negativa, o que propicia excelente compatibilidade com refrigerantes e outras bebidas de baixo valor de pH.Os compostos de amônia iniciam as reações de desidratação, que é o ponto crítico na formação da cor. Quando estes compostos são utilizados como reagentes, ocorrem algumas incorporações com os constituintes de alto peso molecular, conferindo carga positiva ao polímero. O reagente excedente é incorporado aos compostos de baixo peso molecular. O uso de sulfitos proporciona ligações estáveis, com características fortemente ácidas, que são incorporadas nos constituintes de alto e baixo peso molecular.

Em função de variáveis como tempo, pH, concentração dos reagentes, temperatura, equipamentos e tipos de carboidratos utilizados como matéria-prima, os quais interferem nas características do produto final, os métodos mais comuns de identificação dos componentes coloridos são por meio da aplicação de sistemas modelos em laboratório.