根据在生产过程中使用催化剂种类的不同可将焦糖色素分为普通焦糖（Ⅰ）、苛性亚硫酸盐焦糖（Ⅱ）、氨法焦糖（Ⅲ）、亚硫酸铵法焦糖（Ⅳ）四类，食品中常用的是耐酸型焦糖色素和氨法焦糖色素。

Ⅰ类普通焦糖不使用催化剂，直接采用DE值70以上的葡萄糖浆，在160°C左右的温度下通过糖自身的焦糖化作用制得；Ⅱ类苛性亚硫酸盐焦糖在制备过程中添加碱性亚硫酸盐作催化剂，由于催化剂的用量较高，我国禁止使用；Ⅲ类氨法焦糖是我国目前生产量最大的一类焦糖，多用氨水作催化剂。生产原料可用葡萄糖母液、糖蜜、碎米等；Ⅳ类亚硫酸铵法焦糖是用亚硫酸（氢）铵做催化剂产生的，属于耐酸型焦糖色素。第Ⅰ、Ⅲ类焦糖主要用于果汁饮料、酱油、调味罐头、糖果生产；第Ⅳ类焦糖主要用于碳酸饮料、黄酒的生产。

根据国际技术焦糖色素协会（ITCA）的分类，亚硫酸胺焦糖是指在加工过程中使用亚硫酸盐作为催化剂制成的一类焦糖色素，其使用范围较广，主要用于酿造食品如酱油、酱制品、醋及啤酒等。

高质量的亚硫酸胺焦糖色素在产品中着色均匀，品质稳定，能够增加食品的感官性质，提高食品的商品价值，因此，它在食品工业领域中的应用将越来越广泛。

焦糖化反应是指醛糖或酮糖在没有氨基化合物存在的条件下，由于高温（150~200℃）和酸的作用发生降解并伴有褐变反应，生成褐色物质的过程。焦糖化反应过程经糖分子的醚化、脱水、断裂、聚合等，生成两类物质：一类是糖的脱水产物，即焦糖色素；另一类是裂解产物，即一些挥发性的醛、酮类物质，它们进一步缩合、聚合，最终形成深色物质。

初期加热高浓度的糖液（如葡萄糖），形成葡聚糖（1,2-脱水-α-D-葡萄糖，旋光度+69°）和左旋葡萄糖（1,6-脱水-β-D-葡萄糖，旋光度-67°），此外还生成部分龙胆二糖，然后经一系列脱水作用、分子重排以及环构化作用等生成羟甲基糠醛，糠醛类物质再经缩聚作用，最后形成黑色素。焦糖化反应后期则是聚合反应，其聚合机理很类似丁间醇醛的缩聚作用。

焦糖化反应是一个自动进行的过程，增加反应温度不仅能够提高反应速率，还可能改变反应产物的品质，是非氨法焦糖色素生产的主要反应机理 。

利用超滤技术截断焦糖色素的各阶段分子量，能有效避免亚硫酸胺焦糖色素中高分子量物质容易聚沉及低分子量物质具有致癌性等问题，从而获得理想的液态双倍焦糖。分离所得的亚硫酸胺焦糖色素粉末色率高达单位102370EBC，红色指数为5.30。