酸催化水解：在盐酸、硫酸等强酸作用下，蔗糖可快速水解。例如，在 0.1mol/L 盐酸中，加热至 70-80℃，蔗糖可在 30 分钟内完全水解。水解过程中，溶液的旋光度会发生变化（蔗糖本身为右旋，水解后的转化糖因果糖左旋度大于葡萄糖右旋度，整体呈左旋），因此可通过测定旋光度来监测水解反应进度，这一方法称为 “旋光法”，广泛用于食品工业中蔗糖含量的检测。
酶催化水解：蔗糖酶（又称转化酶）可特异性催化蔗糖水解，该反应在常温、中性条件下即可进行，反应速率快且无副反应。蔗糖酶广泛存在于酵母、水果（如菠萝、木瓜）中，工业上常用微生物发酵法生产蔗糖酶，用于制备转化糖浆（如蜂蜜中的主要糖类成分即为转化糖，因此人工制备的转化糖浆口感与蜂蜜相似）。
反应过程：焦糖化反应分为三个阶段：第一阶段，蔗糖加热至 186℃融化，形成透明液体，此时化学结构未发生明显变化；第二阶段，温度升至 190-200℃，蔗糖分子脱水生成异蔗糖酐、焦糖酐等中间产物，溶液颜色逐渐变为浅黄色；第三阶段，温度继续升高至 210-220℃，中间产物进一步分解、聚合，生成焦糖素（深褐色固体），同时产生焦香气味。
工业应用：焦糖化反应生成的焦糖色素是食品工业中重要的天然色素，根据反应条件（如 pH 值、温度）不同，焦糖色素可分为耐酸型、耐碱型、通用型等，广泛用于酱油、醋、饮料（如可乐类饮料）、糖果等食品中，既能改善食品色泽，又能赋予独特风味；焦香风味物质则用于烘焙食品、休闲食品中，提升产品口感。
与有机酸的酯化反应：蔗糖与乙酸、丙酸、硬脂酸等有机酸在催化剂（如浓硫酸、酶）作用下反应，生成蔗糖酯。例如，蔗糖与硬脂酸反应生成蔗糖硬脂酸酯，反应方程式可表示为：C₁₂H₂₂O₁₁ + nC₁₇H₃₅COOH → C₁₂H₂₂₋ₙO₁₁(OOCC₁₇H₃₅)ₙ + nH₂O（n=1-8）。蔗糖酯具有良好的乳化性能、分散性能与稳定性，是食品工业中常用的乳化剂、稳定剂、保鲜剂，广泛用于乳制品（如牛奶、酸奶）、烘焙食品（如面包、蛋糕）、冷饮（如冰淇淋、雪糕）中，能改善食品质地，延长保质期。
与无机酸的酯化反应：蔗糖与硝酸、硫酸等无机酸反应，生成无机酸酯。例如，蔗糖与硝酸反应生成蔗糖八硝酸酯，该化合物具有爆炸性，曾用于炸药、火药领域；与磷酸反应生成蔗糖磷酸酯，具有良好的水溶性与生物相容性，用于医药领域作为药物载体，或用于食品中作为品质改良剂。
酒精发酵：酵母菌在无氧条件下，先分泌蔗糖酶将蔗糖水解为葡萄糖与果糖，然后再将单糖分解为乙醇（酒精）与二氧化碳，反应总方程式为：C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 4C₂H₅OH + 4CO₂↑。这一反应用于酿酒工业（如甘蔗酒、甜菜酒的酿造）、酒精工业（以甘蔗、甜菜为原料生产工业酒精），是蔗糖在发酵领域的主要应用。
乳酸发酵：乳酸菌在无氧条件下，通过自身分泌的蔗糖酶水解蔗糖，再将葡萄糖与果糖分解为乳酸，反应总方程式为：C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 4C₃H₆O₃。这一反应用于发酵食品（如泡菜、酸菜、酸奶）的生产，蔗糖的加入可促进乳酸菌生长，提升发酵效率与产品风味。
甘蔗压榨与提汁：
压榨：新鲜甘蔗经清洗、切段后，送入压榨机（通常为三辊或五辊压榨机），通过机械压力挤压出甘蔗汁（含蔗糖、水分、杂质等），压榨过程中可加入少量水（称为 “复压水”），提高蔗糖提取率，通常甘蔗的榨汁率可达 90% 以上。
过滤除杂：甘蔗汁中含有大量杂质（如纤维、泥沙、蛋白质），需先通过粗滤（如滤网过滤）去除纤维与泥沙，再加入澄清剂（如石灰乳、磷酸），调节 pH 值至 7.0-7.5，使蛋白质、胶体等杂质沉淀，然后通过压滤机过滤，得到澄清的甘蔗汁（称为 “清汁”）。
蒸发浓缩：
将清汁送入蒸发罐（通常为多效蒸发罐，节能且效率高），在真空条件下（真空度 - 0.08 至 - 0.09MPa）加热至 60-70℃，蒸发水分，使清汁浓缩为糖浆（称为 “粗糖浆”），浓度约为 60-65Brix（糖度单位）。蒸发过程中需严格控制温度与真空度，避免蔗糖分解或焦糖化。
结晶与分离：
煮糖结晶：将粗糖浆送入结晶罐，继续加热浓缩至 80-85Brix，然后加入蔗糖晶种，在缓慢搅拌下冷却（冷却速率约 0.5-1℃/ 小时），使蔗糖逐渐结晶析出，形成 “糖膏”（晶体与母液的混合物）。根据结晶次数不同，可分为一膏、二膏、三膏，一膏结晶出的蔗糖晶体纯度最高，可直接作为白砂糖原料。
分离干燥：将糖膏送入离心机，通过离心力分离蔗糖晶体与母液（母液称为 “蜜”，可继续用于后续结晶或生产其他产品，如红糖），分离后的蔗糖晶体用少量水洗涤，去除表面残留的母液，然后送入干燥机（如热风干燥机），在 60-70℃下干燥至水分含量≤0.06%，得到白砂糖成品。若需生产冰糖，可将白砂糖溶解后重新结晶，形成大块晶体。
甜菜预处理与提汁：
预处理：新鲜甜菜经清洗、去皮、切丝（切成细条状，称为 “甜菜丝”）后，送入渗出器，采用热水（温度 60-70℃）逆流渗出法提取蔗糖，即甜菜丝从渗出器一端进入，热水从另一端进入，通过充分接触，蔗糖溶解于热水中，得到 “甜菜汁”（含蔗糖、杂质等），甜菜丝则变为 “废粕”（可作为饲料）。
澄清纯化：甜菜汁中含有较多非糖分（如硝酸盐、亚硝酸盐、有机酸），需加入石灰乳调节 pH 值至 11.0-11.5，加热至 80-85℃，使杂质沉淀，然后通入二氧化碳气体，使过量的石灰生成碳酸钙沉淀，进一步吸附杂质，最后通过过滤得到澄清的甜菜汁（清汁）。
蒸发浓缩与结晶分离：
甜菜清汁的蒸发浓缩与结晶分离流程与甘蔗汁基本一致：先通过多效蒸发罐浓缩为粗糖浆，再送入结晶罐煮糖结晶，得到糖膏，最后经离心分离、干燥，得到白砂糖成品。由于甜菜汁中杂质成分与甘蔗汁不同，结晶过程中需适当调整温度与搅拌速率，确保蔗糖晶体纯度。
日常甜味剂：蔗糖是最常用的日常甜味剂，白砂糖、绵白糖、冰糖广泛用于家庭烹饪（如炒菜、煲汤）、饮品制作（如糖水、咖啡、茶）中，能改善食物口感，提升风味。例如，烹饪红烧肉时加入白砂糖，可通过焦糖化反应赋予肉质红亮色泽与香甜口感；制作咖啡时加入白砂糖，可中和咖啡的苦味，使口感更柔和。
烘焙与糖果行业：在烘焙食品（面包、蛋糕、饼干）中，蔗糖不仅提供甜味，还具有多种功能：调节面团发酵速度（蔗糖为酵母提供碳源，促进发酵）、改善蛋糕质地（蔗糖与鸡蛋蛋白结合，形成稳定的泡沫结构，使蛋糕蓬松柔软）、延长保质期（蔗糖可降低食品水分活度，抑制微生物生长）。在糖果行业，蔗糖是硬糖、软糖、巧克力等产品的主要原料，通过控制结晶程度与添加辅料（如明胶、果汁），可生产出不同口感与形态的糖果，如硬糖通过高温熬煮使蔗糖完全融化后冷却结晶，形成坚硬的质地；软糖则加入明胶等胶体，使蔗糖形成柔软有弹性的结构。
饮料与乳制品行业：在饮料行业（如碳酸饮料、果汁饮料、运动饮料）中，蔗糖作为甜味剂与稳定剂，能提升饮料甜度，同时改善口感，防止饮料分层。例如，果汁饮料中加入蔗糖，可中和果汁的酸味，使风味更均衡；碳酸饮料中加入蔗糖，可增加饮料的粘稠度，提升口感层次。在乳制品行业（如牛奶、酸奶、冰淇淋）中，蔗糖可改善乳制品的风味，掩盖乳腥味，同时在冰淇淋生产中，蔗糖能降低冰点，使冰淇淋质地更细腻、柔滑，不易融化。
药物矫味剂：许多药物（如抗生素、维生素、中药制剂）具有苦味或刺激性气味，患者服用困难，蔗糖可作为矫味剂加入药物制剂中（如口服液、糖浆剂、咀嚼片），掩盖不良味道，提高患者服药的依从性。例如，儿童用阿莫西林口服液中加入蔗糖，使口服液具有甜味，方便儿童服用；中药糖浆剂（如川贝枇杷糖浆）中加入蔗糖，既能改善中药的苦味，又能作为稳定剂，延长糖浆保质期。
药物辅料：在片剂、胶囊剂等固体药物制剂中，蔗糖可作为填充剂、粘合剂使用。例如，片剂生产中，蔗糖粉末可作为填充剂，增加片剂体积，使片剂大小均匀；蔗糖溶液可作为粘合剂，使药物粉末团聚形成颗粒，便于压片。此外，蔗糖还可用于药物包衣，形成糖衣层，保护药物成分，掩盖不良味道，同时使药片外观更美观。
能量补充剂：蔗糖在体内可快速水解为葡萄糖与果糖，葡萄糖被人体吸收后直接转化为能量，因此蔗糖可作为能量补充剂，用于低血糖患者的应急治疗，或在患者手术后、大病初愈时，为身体补充能量，促进恢复。例如，低血糖患者出现头晕、心慌等症状时，口服适量蔗糖水，可快速提升血糖水平，缓解症状。
化工原料：蔗糖可作为化工原料，用于生产多种化工产品。例如，蔗糖水解生成的葡萄糖与果糖，可进一步发酵生产乙醇（工业酒精），乙醇是重要的化工溶剂，也可作为生物燃料；蔗糖与硝酸反应生成的蔗糖硝酸酯，可用于生产炸药、火药；蔗糖经脱水反应生成的 5 - 羟甲基糠醛，可用于生产高分子材料
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