
カラメル色素またはカラメル色素は、水溶性の食品着色料です。炭水化物(糖類)を、一般的には酸、アルカリ、または塩類の存在下で加熱処理することにより作られます。この処理はカラメル化と呼ばれます。カラメルキャンディーよりも酸化度が高く、焦げた砂糖のような香りとやや苦味があります。色は淡黄色から琥珀色、そして濃い茶色まで様々です。
カラメル色素は、自然に存在する色を強調したり、自然な色の変動を補正したり、食品の加工や保存中に光による劣化で失われた色を補ったりするために、最も古く最もよく使用されている食品着色料の1つです。[ 1 ] 19世紀の醸造業界で食品添加物としてカラメル色素が使用されたことは、カラメル色素が大規模に製造され使用された最初の記録された例です。カラメル色素は、衣、ビール、全粒粉パン、バンズ、チョコレート、[ 2 ]クッキー、咳止めドロップ、ブランデー、ラム酒、ウイスキーなどの蒸留酒、[ 3 ]チョコレート風味の菓子やコーティング、カスタード、デコレーション、フィリングやトッピング、ポテトチップス、 [ 4 ]デザートミックス、ドーナツ、魚介類のスプレッド、冷凍デザート、フルーツジャム、ブドウ糖タブレット、グレービー、アイスクリーム、ピクルス、[ 5 ]ソースやドレッシング、ソフトドリンク(特にコーラ)、お菓子、酢など、多くの市販の食品や飲料に含まれています。カラメル色素は世界中で食品への使用が広く認められていますが、用途や使用量の制限は国によって異なります。[ 6 ]

カラメル色素は、炭水化物を単独または酸、アルカリ、塩の存在下で加熱することによって製造されます。カラメル色素は、フルクトース、デキストロース(グルコース)、転化糖、スクロース、モルトシロップ、糖蜜、デンプン加水分解物、およびそれらの分画からなる市販の栄養甘味料から生成されます。使用される酸は、硫酸、亜硫酸、リン酸、酢酸、クエン酸です。アルカリは、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムです。塩は、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸塩(一塩基性および二塩基性を含む)、硫酸塩、亜硫酸水素アンモニウムです。製造中に、脂肪酸のポリグリセロールエステルなどの消泡剤を加工助剤として使用できます。[ 8 ]色は淡黄色から琥珀色、そして濃い茶色まであります。
カラメル色素分子は、製造に使用される反応物に応じて、正電荷または負電荷を帯びます。目的の用途に応じて適切に帯電したカラメル色素を使用することで、沈殿、凝集、移行などの問題を排除できます。[ 9 ]
国際的には、国連食糧農業機関(FAO)と世界保健機関(WHO)の合同食品添加物専門家委員会(JECFA)が、製造に使用される反応物によって異なる4つのクラスのカラメル色素を認定しています。各クラスには、下表に示すINS番号とE番号が付与されています。各クラスには、特定の食品や飲料に適した独自の特性を持つ様々なカラメルが含まれています。
| クラス | INS / E番号 | 説明 | 特性、品質、利点[ 10 ] | [ 11 ]で使用されている |
|---|---|---|---|---|
| 私 | 150a / E150a | プレーンキャラメル、苛性キャラメル、スピリットキャラメル | 強い後味と穏やかな香り。色は黄色から赤色まで。アルコール、タンニン、塩分の多い環境でも安定しています。 | ウイスキーやその他の高アルコール度数アルコール、ペットフード、クッキー、クラッカー、シリアルバー、その他の焼き菓子、レモネード製品、ジュース濃縮物、ココア増量剤 |
| II | 150b / E150b | 苛性亜硫酸塩キャラメル | マイルドな風味と香り、優れた赤色、アルコール安定性 | 紅茶、ワイン、ラム酒、ウイスキー、ブランデー、コニャック、シェリー酒、一部の酢、軽いケーキミックス、その他のスナック食品 |
| 3 | 150セント / E150セント | アンモニアキャラメル、パン用キャラメル、菓子用キャラメル、ビールキャラメル | 甘い香り、赤褐色、アルコールや塩分の多い環境でも安定 | ビール、シリアル、ペットフード、リコリス、菓子類、グレービーソース、醤油、バーベキューソース |
| IV | 150d / E150d | 亜硫酸アンモニアキャラメル、耐酸性キャラメル、清涼飲料用キャラメル | 非常にマイルドな風味と香り、濃いダークブラウン色、アルコール、タンニン、酸の多い環境でも安定 | ソフトドリンクやその他の炭酸飲料、バルサミコ酢、コーヒー、チョコレートシロップ、焼き菓子、ココア増量剤、ペットフード、ソース、スープ、肉用調味料、調味料ブレンド、その他の香料 |

色の強度(または着色力)は、1mg/mL(0.1%重量/体積)の水溶液の吸光度として定義され、波長610ナノメートル(着色力の場合は560nm)で1cmの光路を使用して測定されます。[ 8 ]この場合、Aは吸光度、TSは全固形分を表します。
キャラメル色素の色調も重要です。これは、キャラメル色素の色相、つまり赤色の特性を表す指標であるライナー色相指数によって定義されます。これは、波長510 nmと610 nmの光の吸光度に依存します。一般的に、着色力K 0.56 が高いほど、色相指数は低くなり、赤色の色合いは低くなります。[ 12 ]
世界では様々な指標が使用されており、それらの間には換算係数が存在する。[ 13 ] [ 14 ]
カラメル色素はコロイドです。カラメル色素の主な機能は着色ですが、他にも様々な機能があります。ソフトドリンクでは、乳化剤として機能し[ 15 ] 、特定の種類の「フロック」の形成を抑制します。また、その光保護作用により、ボトル入り飲料の香料成分の酸化を防ぐことができます[ 16 ] 。
国際的には、JECFAはクラスIカラメル色素の許容一日摂取量(ADI)を「規定なし」、クラスIIを0~160 mg/kg体重、クラスIIIおよびIVを0~200 mg/kg体重と定めている。[ 17 ]
米国食品医薬品局(FDA)は、第21連邦規則集(Title 21 CFR)§ 73.85において、カラメル色素を認証が免除される承認済み着色料として分類し、規制しています。食品に同一性基準がない限り、カラメル色素は一般に「適正製造基準」(GMP)に準拠した濃度で食品に安全に使用できます。
カラメル色素は優れた微生物学的安定性を有しています。非常に高温、高酸性、高圧、高比重の条件下で製造されるため、希釈溶液でなければ微生物の増殖を助長せず、実質的に無菌状態です。
カラメル色素は亜硫酸塩と反応するため、加工後も微量の亜硫酸塩が残留することがあります。しかし、最終製品においては、亜硫酸塩濃度が10ppmを超える場合にのみ表示が義務付けられています。
2010年、国際化学物質安全性計画(IPCS)は、市販のカラメル色素は、アンモニウムを用いて製造されたもの(クラスIIIおよびIV)を除き、ショ糖を加熱調理して製造されるカラメルと同じ毒性特性を有すると結論付けました。IPCSは、その研究に基づき、カラメル色素は発がん性または変異原性を示さないと結論付けています。 [ 18 ]追加の長期研究も、カラメル色素が発がん性を持たないという結論を裏付けています。[ 19 ]米国食品医薬品局[ 20 ] 、カナダ保健製品食品局[ 21 ]、欧州食品安全機関(EFSA) [ 22 ]はカラメル色素を食品や飲料に使用しても安全であるとしているが、カリフォルニア州は、クラスIIIおよびIVのカラメル色素の製造で生成される化合物である4-メチルイミダゾール(4-MeI) を州の提案65に記載し、[ 23 ]法的に「州でがんや生殖毒性を引き起こすことが知られている」化学物質のカテゴリーに含めている。食品化学物質コーデックスによると、カラメル色素中の4-MeIは色調整ベースで250 ppmまで許可されており、これは0.10%溶液の610 nmでの吸光度0.100ごとに最大250 ppmを意味する。[ 24 ]クラスIIIおよびIVのカラメル色素に含まれるレベルの4-MeIへの曝露は、2つの理由から懸念されるものではないと考えられる。第一に、4-MeIは遺伝毒性を示さず、反応性代謝物に代謝されることもないためである。第二に、4-MeIの発がん性用量は、カラメル色素の摂取による曝露量の推定値を数千倍も上回るためである。[ 19 ]
カラメル色素は、それ自体が一般的なアレルゲンである様々な原料製品、すなわちデンプン加水分解物(小麦由来)、麦芽シロップ(一般的に大麦由来)、または乳糖(牛乳由来)から生成される場合がある。そのため、食品に対して過敏症やアレルギーのある人は、一般的なカラメル色素を含む食品を避けるか、摂取する前にカラメル色素の原料をまず確認することが推奨される。トウモロコシやサトウキビを原料とするカラメル色素は、炭水化物にグリアジンが含まれていないため、グルテンを含む可能性は低い。[ 25 ]北米やヨーロッパのメーカーは、主にトウモロコシや小麦由来のグルコースを使ってカラメル色素を製造しており、これは高度に加工されているため、一般的にグルテンフリーと考えられている。[ 26 ]