สีคาราเมลหรือสีผสมอาหารคาราเมล เป็น สีผสมอาหารที่ละลายน้ำได้ทำได้โดยการนำคาร์โบไฮเดรต (น้ำตาล) มาให้ความร้อน โดยทั่วไปจะทำในสภาวะที่มีกรดด่างหรือเกลือในกระบวนการที่เรียกว่าการคาราเมลไลเซชัน สีคาราเมล ที่ได้จะ ผ่าน กระบวนการ ออกซิเดชันมากกว่าลูกอมคาราเมลและมีกลิ่นเหมือนน้ำตาลไหม้และรสชาติขมเล็กน้อย สีของมันมีตั้งแต่สีเหลืองอ่อนไปจนถึงสีอำพันและสี น้ำตาล เข้ม

สีคาราเมลเป็นหนึ่งในสีผสมอาหารที่เก่าแก่และใช้กันมากที่สุดสำหรับการเพิ่มสีสันที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แก้ไขความแปรปรวนของสีตามธรรมชาติ และทดแทนสีที่สูญเสียไปเนื่องจากการเสื่อมสภาพจากแสงในระหว่างการแปรรูปและการเก็บรักษาอาหาร^{[ 1 ]}การใช้สีคาราเมลเป็นสารเติมแต่งอาหารในอุตสาหกรรมการผลิตเบียร์ในศตวรรษที่ 19 เป็นกรณีแรกที่บันทึกไว้ว่ามีการผลิตและใช้ในวงกว้าง สีคาราเมลพบได้ในอาหารและเครื่องดื่มที่ผลิตเชิงพาณิชย์หลายชนิด รวมถึงแป้งทอดเบียร์ขนมปังโฮลวีต ขนมปังบัน ช็อกโกแลต[ ^{2 ] คุกกี้}ยาอมแก้ไอ สุราและเหล้า เช่นบรั่นดีรัมและวิสกี้^{[ 3 ]}ขนมและเคลือบที่มีรสช็อกโกแลต คัสตาร์ด ของตกแต่ง ไส้และท็อปปิ้งมันฝรั่งทอดกรอบ[ ^{4 ] ส่วนผสม}ของหวาน โดนัท สเปรดปลาและอาหารทะเล ของหวานแช่แข็ง แยมผลไม้เม็ดกลูโคส น้ำเกรวี่ไอศกรีมผักดอง [ ^{5 ]}ซอสและน้ำสลัด เครื่องดื่มอัดลม (โดยเฉพาะโคล่า⁾ขนมหวาน และน้ำส้มสายชูสีคาราเมลได้รับการอนุมัติให้ใช้ในอาหารทั่วโลกอย่างกว้างขวาง แต่ข้อจำกัดในการใช้งานและระดับการใช้จะแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ^{[ 6 ]}

สีคาราเมลผลิตโดยการให้ความร้อนแก่คาร์โบไฮเดรต ไม่ว่าจะโดยลำพังหรือร่วมกับกรด ด่าง และ/หรือเกลือ สีคาราเมลผลิตจากสารให้ความหวานที่มีคุณค่าทางโภชนาการที่หาซื้อได้ทั่วไป ซึ่งประกอบด้วยฟรุกโตสเดกซ์โทรส (กลูโคส) น้ำตาลอินเวอร์ตซูโครสน้ำเชื่อมมอลต์ กากน้ำตาลแป้งไฮ โดร ไลเสตและส่วนประกอบอื่นๆ กรดที่อาจใช้ได้คือกรด ซั ล ฟิว ริกกรดซัลฟิวรัสกรด ฟอสฟอริก กรด อะซิ ติก และ กรด ซิตริก ด่างที่ใช้คือแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ โซเดียมไฮดรอกไซด์ โพแทสเซียมไฮดรอก ไซด์ และ แคลเซียม ไฮดรอกไซด์ และเกลือที่ใช้คือแอมโมเนียมคาร์บอเนตโซเดียมไฮด รอกไซด์ และโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ไบคาร์บอเนตฟอสเฟต(รวมถึงโมโนและไดเบสิก) ซัลเฟตและไบซัลไฟต์สารป้องกันการเกิดฟองเช่นโพลีกลีเซอรอลเอสเทอร์ของกรดไขมัน อาจใช้เป็นสารช่วยในการผลิต^{[ 8 ]}สีของมันมีตั้งแต่สีเหลืองอ่อนไปจนถึงสีอำพันและสีน้ำตาลเข้ม

โมเลกุลสีคาราเมลมีประจุบวกหรือลบขึ้นอยู่กับสารตั้งต้นที่ใช้ในการผลิต ปัญหาต่างๆ เช่นการตกตะกอนการจับตัวเป็นก้อนหรือการเคลื่อนย้ายสามารถกำจัดได้ด้วยการใช้สีคาราเมลที่มีประจุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ต้องการ^{[ 9 ]}

ในระดับสากล คณะกรรมการผู้เชี่ยวชาญด้านวัตถุเจือปนอาหารร่วมขององค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ/องค์การอนามัยโลก ( JECFA ) รับรองสีคาราเมล 4 ประเภท โดยแตกต่างกันที่สารตั้งต้นที่ใช้ในการผลิต แต่ละประเภทมี หมายเลข INSและE เฉพาะของ ตนเอง ซึ่งแสดงไว้ในตารางด้านล่าง แต่ละประเภทประกอบด้วยคาราเมลหลากหลายชนิดที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัว ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในอาหารและ/หรือเครื่องดื่มเฉพาะประเภท

ความเข้มของสี (หรือพลังการย้อมสี) ถูกกำหนดให้เป็นการดูดกลืนแสงของสารละลาย 1 มก./มล. (0.1% น้ำหนัก/ปริมาตร) ในน้ำ โดยวัดโดยใช้เส้นทางแสง 1 ซม. ที่ความยาวคลื่น 610 นาโนเมตร (หรือ 560 นาโนเมตรสำหรับพลังการย้อมสี) ^{[ 8 ]}ในกรณีนี้Aหมายถึงการดูดกลืนแสง และTSหมายถึงของแข็ง ทั้งหมด

${\displaystyle {\text{ความเข้มของสี}}={\frac {100\times A}{TS}}}$

โทนสีของสีคาราเมลก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยกำหนดจากดัชนีเฉดสีของลินเนอร์ (Linner Hue Index ) ซึ่งเป็นการวัดเฉดสีหรือลักษณะสีแดงของสีคาราเมล โดยเป็นฟังก์ชันของการดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่น 510 และ 610 นาโนเมตร โดยทั่วไป ยิ่งค่า Tinctorial Power, K _0.56 สูงเท่าไร ดัชนีเฉดสีก็จะยิ่งต่ำลง และโทนสีแดงก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น^{[ 12 ]}

ดัชนีอื่นๆ อีกหลายตัวถูกนำมาใช้ทั่วโลก และมีปัจจัยการแปลงระหว่างดัชนีเหล่านั้น^{[ 13 ] [ 14 ]}

สีคาราเมลเป็นคอลลอยด์แม้ว่าหน้าที่หลักของสีคาราเมลคือการให้สี แต่ก็ยังมีหน้าที่เพิ่มเติมอีกด้วย ในเครื่องดื่มอัดลม มันสามารถทำหน้าที่เป็นอิมัลซิไฟเออร์^{[ 15 ]} เพื่อช่วยยับยั้งการก่อตัวของ " ฟล็อก " บางประเภทและคุณสมบัติในการป้องกันแสงของมันสามารถช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันของส่วนประกอบแต่งกลิ่นรสในเครื่องดื่มบรรจุขวดได้^{[ 16 ]}

ในระดับสากล JECFA ได้กำหนดปริมาณการบริโภคต่อวันที่ยอมรับได้ (ADI) ของสีคาราเมลคลาส I ไว้ที่ "ไม่ได้ระบุ" สำหรับคลาส II ไว้ที่ 0–160 มก./กก. น้ำหนักตัว และสำหรับคลาส III และ IV ไว้ที่ 0–200 มก./กก. น้ำหนักตัว^{[ 17 ]}

สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (FDA) จัดประเภทและควบคุมสีคาราเมลในหัวข้อ 21 CFR § 73.85ว่าเป็นสารแต่งสี ที่ได้รับการอนุมัติ และได้รับการยกเว้นจากการรับรอง เว้นแต่ว่าอาหารนั้นจะมีมาตรฐานเอกลักษณ์ สีคาราเมลสามารถใช้ในอาหารได้อย่างปลอดภัยโดยทั่วไปในระดับที่สอดคล้องกับ " หลักปฏิบัติที่ดีในการผลิต " (GMP)

สีคาราเมลมีเสถียรภาพทางจุลชีววิทยาที่ดีเยี่ยม เนื่องจากผลิตภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง ความเป็นกรดสูง ความดันสูง และความหนาแน่นจำเพาะ สูง จึงแทบจะปลอดเชื้อ เพราะจะไม่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์เว้นแต่จะอยู่ในสารละลายเจือจาง

เมื่อทำปฏิกิริยากับซัลไฟต์ สีคาราเมลอาจยังคงมีร่องรอยของซัลไฟต์หลงเหลืออยู่หลังการแปรรูป อย่างไรก็ตาม ในผลิตภัณฑ์อาหารสำเร็จรูป โดยทั่วไปแล้วจะต้องระบุฉลากเฉพาะในกรณีที่ระดับซัลไฟต์สูงกว่า 10 ppmเท่านั้น

ในปี 2553 โครงการระหว่างประเทศว่าด้วยความปลอดภัยทางเคมี (IPCS) สรุปว่าสีคาราเมลที่ผลิตในเชิงพาณิชย์มีคุณสมบัติทางพิษวิทยาเหมือนกับคาราเมลที่ผลิตโดยการปรุงหรือให้ความร้อนแก่ซูโครสยกเว้นคาราเมลที่เตรียมโดยใช้แอมโมเนียม (คลาส III และ IV) IPCS สรุปว่าสีคาราเมลไม่มีฤทธิ์ก่อมะเร็งหรือก่อกลายพันธุ์โดยอิงจากการศึกษา^{[ 18 ]}การศึกษาระยะยาวเพิ่มเติมสนับสนุนข้อสรุปว่าสีคาราเมลไม่ก่อมะเร็ง^{[ 19 ]}แม้ว่าองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา^{[ 20 ]}สาขาผลิตภัณฑ์สุขภาพและอาหารของแคนาดา^{[ 21 ]}และหน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารของยุโรป (EFSA) ^{[ 22 ]}จะพบว่าสีคาราเมลปลอดภัยสำหรับการใช้ในอาหารและเครื่องดื่ม แต่รัฐแคลิฟอร์เนียได้ระบุ^4-เมทิลอิมิดาโซล (4-MeI) ซึ่งเป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นในการผลิตสีคาราเมลประเภท III และ IV ไว้ในข้อเสนอ 65 ของรัฐ [ ^{23 ]}จึงรวมไว้ในหมวดหมู่สารเคมี "ที่รัฐทราบว่าก่อให้เกิดมะเร็งหรือความเป็นพิษต่อระบบสืบพันธุ์" อย่างถูกกฎหมาย ตามประมวลกฎหมายเคมีอาหารอนุญาตให้มี 4-MeI ในสีคาราเมลได้สูงสุด 250 ppm โดยปรับตามสี ซึ่งหมายความว่าสูงสุด 250 ppm สำหรับการดูดกลืนแสงสีทุกๆ 0.100 ของสารละลาย 0.10% ที่ 610 nm ^{[ 24 ]}การได้รับสาร 4-MeI ในระดับที่มีอยู่ในสีคาราเมลคลาส III และ IV ไม่คาดว่าจะก่อให้เกิดความกังวลด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก 4-MeI ดูเหมือนจะไม่ก่อให้เกิดการกลายพันธุ์หรือถูกเมตาบอไลซ์เป็นเมตาบอไลต์ที่ออกฤทธิ์ ประการที่สอง ปริมาณสารก่อมะเร็งของ 4-MeI เกินกว่าค่าประมาณของการได้รับสารจากการบริโภคสีคาราเมลหลายพันเท่า^{[ 19 ]}

สีคาราเมลอาจได้มาจากผลิตภัณฑ์ต้นทางที่หลากหลาย ซึ่งตัวผลิตภัณฑ์เองก็เป็นสารก่อภูมิแพ้ ทั่วไป เช่น แป้งไฮโดร ไลเสต (จากข้าวสาลี) น้ำเชื่อมมอลต์ (โดยทั่วไปได้จากข้าวบาร์เลย์) หรือแลคโตส (จากนม ) ดังนั้น ผู้ที่มีความไวหรือแพ้อาหารควรหลีกเลี่ยงอาหารที่มีสีคาราเมลทั่วไป หรือควรตรวจสอบแหล่งที่มาของสีคาราเมลก่อนบริโภคอาหารนั้น สีคาราเมลที่ผลิตจากข้าวโพดหรืออ้อยไม่น่าจะมีกลูเตนเนื่องจากไม่มีไกลอะดินในคาร์โบไฮเดรต^{[ 25 ]}ผู้ผลิตในอเมริกาเหนือและยุโรปส่วนใหญ่ใช้กลูโคสที่ได้จากข้าวโพดหรือข้าวสาลีในการผลิตสีคาราเมล ซึ่งผ่านกระบวนการแปรรูปอย่างมากและโดยทั่วไปถือว่า ปราศจากก ลูเตน^{[ 26 ]}

• ข้อกำหนดของคณะกรรมการผู้เชี่ยวชาญร่วม FAO/WHO เกี่ยวกับวัตถุเจือปนอาหาร (JECFA) สำหรับสีคาราเมล[1] เก็บถาวรเมื่อ 2012-03-21 ที่Wayback Machine
• คำจำกัดความของคาราเมลโดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกาประมวลกฎหมายรัฐบาลกลาง21 CFR 73.85
• คำสั่ง คณะกรรมาธิการยุโรป95/45/EC (26 กรกฎาคม 1995) ว่าด้วยความบริสุทธิ์ของสีผสมอาหาร
• ฐานข้อมูล โครงการระหว่างประเทศด้านความปลอดภัยทางเคมี INCHEM [2]