Конечная стадия меланоидинообразования характеризуется множеством чрезвычайно сложных реакций. Условно их можно разделить на два типа:
а) альдольная конденсация с образованием безазотистых коричневых полимеров;
б) альдегидаминная полимеризация с образованием гетероциклических азотистых соединений (циклических соединений, включающих в состав, кроме углерода, и другие элементы, чаще азот).
Примером альдольной конденсации может служить конденсация уксусного альдегида:
При этом атом водорода метальной группы одной молекулы альдегида связывается с атомом кислорода карбонильной группы второй молекулы альдегида.
Полимеризация аминоуксусного альдегида при одновременном окислении приводит к образованию пиразина:
Пиразин обладает слабым, но приятным ароматом, растворим в воде.
При полимеризации дегидроредуктона с аммиаком и альдегидом образуется сложное соединение, содержащее в основе дикл имидазола:
Кроме указанных соединений, в результате альдегидной конденсации могут образовываться также пиридин и пиррол.
Альдольная конденсация протекает только при карамелизации чистых растворов Сахаров. При наличии хотя бы следов аминосоедннений протекают одновременно оба типа реакций.
Конечная стадия меланоидинообразования приводит к возникновению сначала растворимых в воде, а затем нерастворимых ненасыщенных полимеров, интенсивно окрашенных и получивших общее название меланоидины. Они интенсивно поглощают ультрафиолетовый свет (меньше 220 мкм). Меланоидины не восстанавливают фелингову жидкость, но они обладают восстановительной способностью по йоду и 2,6-дихлорфенолиндофенолу (данные Рукдешела). Растворимость меланоидинов зависит от температуры, при которой протекает реакция.
При высоких температурах меланоидинообразование протекает интенсивнее, но меланоидины образуются с менее интенсивным ароматом и менее растворимые в воде. Нерастворимые меланоидины приближаются по свойствам к гуминовым веществам.