根据“美国食品用化学品法典”中的定义，焦糖色素通常是一种复杂的混合型化合物，其中有些是以胶体聚集体形式存在，可通过加热碳水化合物单独制成或者在食用的酸、碱、盐参与下合成。焦糖色素通常为棕黑色至黑色的液体或固体，有一种烧焦的糖的气味，并有某种苦味。而4-甲基咪唑就是工业上酸制焦糖色素时发生副反应的产物。
但4-甲基咪唑在日常烹饪中也会产生
事实上，通常烹饪过程中糖类物质发生“褐变反应”就会形成4-甲基咪唑：作为褐变反应之一的“焦糖化作用”就是指在没有含氨基化合物的情况下将糖类物质加热到起熔点以上温度，使其发焦变黑的现象，这种反应就会产生4-甲基咪唑。常见的为红烧肉着色的“炒糖色”和在烹饪过程中的部分食材受到局部高温，都会发生褐变反应。
而且焦糖色素在食品工业中被广泛应用，是公认最安全的食品添加剂之一
焦糖色素常被用在制作甜点上，它可以为糕点和甜点提供一种糖果或巧克力的风味;或加于冰激凌和蛋奶冻上;或作为食物黑色素，如可乐之类的饮料使用焦糖着色;而且它也被用作食品着色剂，是威士忌行业唯一允许使用的添加剂。
20世纪60年代，焦糖色素曾一度被怀疑对人体有害而被各国政府禁用。但经科学家们的近五十年的研究，证明它是无害的。联合国粮农组织(FAO)、世界卫生组织(WHO)、国际食品添加剂联合专家委员会(JECFA)均确认焦糖色素是安全的。而且包括美国食品和药品管理局、欧洲食品安全机构(2011年3月宣布)和加拿大卫生署(2011年11月宣布)在内的世界各国监管机构的研究证实，焦糖色素在食品和饮料中的使用是安全的。而对于4-甲基咪唑，美国全国毒物计划从未认定它是致癌物，称其甚至连“合理推测的人类致癌物”都算不上。对此，美国食品药物管理局发言人道格·卡拉斯还在2012年3月6日发表声明表示，可乐是安全的，消费者每天饮用1000罐以上可乐后摄入的4-甲基咪唑，才与动物在实验中摄入的足以与患癌产生关联的量相当。
