O corante caramelo é obtido através da caramelização de açúcares, prática que é conhecida e utilizada desde a Antiguidade. Inicialmente, era produzido pelo simples aquecimento de açúcares a altas temperaturas até que 10% a 15% do seu peso inicial fosse perdido. Os ingredientes utilizados eram açúcar de cana, glicose, mel, melaço e misturas de açúcares. Com a crescente utilização dos corantes nas mais variadas aplicações alimentícias, foram introduzidas modificações no processo de fabricação, obtendo-se corantes com diferentes atributos funcionais e compatíveis com os vários tipos de alimentos e bebidas.

Existem dois tipos de reações de caramelização em produtos alimentícios: o escurecimento enzimático, que ocorre, por exemplo, quando frutas danificadas ou cortadas escurecem na superfície exposta, e o escurecimento não enzimático, que ocorre quando os produtos alimentícios, como grãos de café, carnes, pães ou açúcares, são aquecidos.

Geralmente, a formação desejada da cor marrom está associada ao escurecimento não enzimático, que pode ocorrer de várias maneiras, sendo as duas mais importantes a reação de Maillard, na qual açúcares, aldeídos e cetonas reagem com compostos contendo nitrogênio que ocorrem naturalmente para formar pigmentos marrons conhecidos como melaninas; e a reação de caramelização, na qual os açúcares são aquecidos na ausência de compostos contendo nitrogênio.

Durante a reação de caramelização, inicialmente, os açúcares são desidratados e, em seguida, condensados ou polimerizados em moléculas complexas de pesos variáveis. Nos estágios iniciais da reação são formados caramelos levemente coloridos e de sabor agradável. Dando continuidade à reação, são produzidos compostos de massas moleculares ainda mais altas, que resultam em sabor amargo.

Inicialmente, o corante caramelo era comercializado como aditivo para produtos de cervejaria e para colorir conhaques. Hoje, é utilizado 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.

É usado há tanto tempo e em uma variedade tão grande de produtos alimentícios que a tendência é pensar que se trata de uma substância única, quando, na realidade, consiste em uma família de materiais semelhantes com propriedades ligeiramente diferentes.

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 Classe IV, 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.

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.

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.

Um problema comum nas bebidas alcoólicas em garrafas de vidro claro é a perda de cor ou desbotamento do produto. Um produto como o rum ou outro blend contendo caramelo terá uma perda de cor moderada sob luz fluorescente, porém quando exposto diretamente aos raios solares, esses mesmos produtos terão taxa de desbotamento decuplicada. Pesquisas nesse campo indicam que o corante Classe I são os que menos perdem cor quando expostos aos raios solares, enquanto sob luz fluorescente os mais adequados são os caramelos Classe IV, double-strenght, especiais para refrigerantes.

Atualmente, mais de 30 categorias de alimentos e bebidas contêm corante caramelo, o qual está presente em 5% de todos os novos produtos alimentícios.