常有人說焦化洋蔥是「焦糖化」(Caramelization),但其只有單純含糖的食材才會發生焦糖化,蔗糖加熱到約華氏 365 度(攝氏 185 度)會溶解成透明液體, 若繼續加熱顏色就會變黃,變淺褐色直到深褐色,最後甚至變成黑碳,那是糖脫水的過程。而且糖平常聞起來是沒有味道的,直到加熱, 分子就開始瓦解散發出美妙而風味複雜的揮發性分子,並產生酸味、苦味,顏色越深,味道越苦。
如果當糖與蛋白質或胺基酸等一起烹煮,就會發生梅納反應(Maillard reaction)。含糖食材除了焦糖化,部份糖份會和後者交互發生一系列化學反應, 產生更多樣化的化合物,簡而言之就是風味比焦糖化更豐富,巧克力、咖啡、楓糖漿、釀造啤酒等都是梅納反應的成品。
法國化學家 Louis-Camille Maillard 在 1912 年時發現梅納反應,原先他只是要研究胺基酸怎麼和蛋白質連結,卻發現當他同時加熱糖和胺基酸時, 混合物漸漸變成褐色。但事實上,1940 年代前,科學家並不知道梅納反應會產生各種風味。二戰時, 許多士兵抱怨蛋的替代品 —— 蛋粉煮熟後變為棕色並散發不悅氣味,經過無數研究,科學家找出那倒胃口的味道來自於褐化反應, 蛋粉雖已脫水且儲存於室溫,但胺基酸與糖的濃度仍足以引發變化。
一般焦糖醬與牛奶焦糖醬(dulce de leche)恰好能清楚分出焦糖化與梅納反應的不同,前者將糖熬煮至焦化熄火後,最後倒入鮮奶油或奶油等乳製品; 後者則以小火慢煮煉乳數小時,因一開始加熱就已含有蛋白質,且烹調溫度也低於焦糖,嚐來各有風味。