根據在生產過程中使用催化劑種類的不同可將焦糖色素分為普通焦糖（Ⅰ）、苛性亞硫酸鹽焦糖（Ⅱ）、氨法焦糖（Ⅲ）、亞硫酸銨法焦糖（Ⅳ）四類，食品中常用的是耐酸型焦糖色素和氨法焦糖色素。

Ⅰ類普通焦糖不使用催化劑，直接采用DE值70以上的葡萄糖漿，在160°C左右的溫度下通過糖自身的焦糖化作用制得；Ⅱ類苛性亞硫酸鹽焦糖在制備過程中添加堿性亞硫酸鹽作催化劑，由于催化劑的用量較高，我國禁止使用；Ⅲ類氨法焦糖是我國目前生產量最大的一類焦糖，多用氨水作催化劑。生產原料可用葡萄糖母液、糖蜜、碎米等；Ⅳ類亞硫酸銨法焦糖是用亞硫酸（氫）銨做催化劑產生的，屬于耐酸型焦糖色素。第Ⅰ、Ⅲ類焦糖主要用于果汁飲料、醬油、調味罐頭、糖果生產；第Ⅳ類焦糖主要用于碳酸飲料、黃酒的生產。

根據國際技術焦糖色素協會（ITCA）的分類，亞硫酸胺焦糖是指在加工過程中使用亞硫酸鹽作為催化劑制成的一類焦糖色素，其使用范圍較廣，主要用于釀造食品如醬油、醬制品、醋及啤酒等。

高質量的亞硫酸胺焦糖色素在產品中著色均勻，品質穩定，能夠增加食品的感官性質，提高食品的商品價值，因此，它在食品工業領域中的應用將越來越廣泛。

焦糖化反應是指醛糖或酮糖在沒有氨基化合物存在的條件下，由于高溫（150~200℃）和酸的作用發生降解并伴有褐變反應，生成褐色物質的過程。焦糖化反應過程經糖分子的醚化、脫水、斷裂、聚合等，生成兩類物質：一類是糖的脫水產物，即焦糖色素；另一類是裂解產物，即一些揮發性的醛、酮類物質，它們進一步縮合、聚合，最終形成深色物質。

初期加熱高濃度的糖液（如葡萄糖），形成葡聚糖（1,2-脫水-α-D-葡萄糖，旋光度+69°）和左旋葡萄糖（1,6-脫水-β-D-葡萄糖，旋光度-67°），此外還生成部分龍膽二糖，然后經一系列脫水作用、分子重排以及環構化作用等生成羥甲基糠醛，糠醛類物質再經縮聚作用，最后形成黑色素。焦糖化反應后期則是聚合反應，其聚合機理很類似丁間醇醛的縮聚作用。

焦糖化反應是一個自動進行的過程，增加反應溫度不僅能夠提高反應速率，還可能改變反應產物的品質，是非氨法焦糖色素生產的主要反應機理 。

利用超濾技術截斷焦糖色素的各階段分子量，能有效避免亞硫酸胺焦糖色素中高分子量物質容易聚沉及低分子量物質具有致癌性等問題，從而獲得理想的液態雙倍焦糖。分離所得的亞硫酸胺焦糖色素粉末色率高達單位102370EBC，紅色指數為5.30。