ทางวิทยาศาสตร์ น้ำตาลหมายถึงจำนวนคาร์โบไฮเดรต เช่น โมโนแซ็กคาไรด์ ไดแซ็กคาไรด์ หรือโอลิโกแซ็กคาไรด์ โมโนแซ็กคาไรด์เรียกอีกอย่างว่า "น้ำตาลอย่างง่าย" ที่สำคัญที่สุดคือ กลูโคส น้ำตาลเกือบทุกชนิดมีสูตร CnH2nOn(n มีค่าระหว่าง 3 และ 7) กลูโคสมีสูตรเคมีว่า C6H12O6ชื่อของน้ำตาลลงท้ายด้วยเสียง -โอส (ose) อย่างใน "กลูโคส" และ "ฟรุกโตส" บางครั้งคำเหล่านี้อาจหมายถึงชนิดใด ๆ ของคาร์โบไฮเดรตที่ละลายได้ในน้ำ โมโนแซ็กคาไรด์และไดแซ็กคาไรด์แบบอะไซคลิก (acyclic) จะบรรจุหมู่แอลดีไฮด์หรือหมู่คีโตน มีศูนย์กลางปฏิกิริยาเป็นพันธะคู่ระหว่างคาร์บอนและออกซิเจน แซ็กคาไรด์ทุกชนิดที่มีวงแหวนในโครงสร้างมากกว่าหนึ่งวงจากเป็นผลจากโมโนแซ็กคาไรด์สองชนิดหรือมากกว่ามาเชื่อมกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก โดยสูญเสียน้ำหนึ่งโมเลกุลต่อหนึ่งพันธะ[29]

โมโนแซ็กคาไรด์ในรูปโซ่ปิดสามารถสร้างพันธะไกลโคซิดิกด้วยโมโนแซ็กคาไรด์ชนิดอื่น โดยสร้าง ไดแซ็กคาไรด์ (เช่น ซูโครส) และโพลีแซ็กคาไรด์ (เช่น แป้ง) เอนไซม์จะต้องละลายน้ำหรือแตกพันธะไกลโคซิดิกเหล่านี้ก่อนที่สารดังกล่าวจะถูกสันดาป (metabolized) หลังจากย่อยและดูดซึมสารอาหาร โมโนแซ็กคาไรด์จะอยู่ในเลือดและเนื้อเยื่อภายในจะมีกลูโคส ฟรุกโตส และกาแลกโตส เพนโทสและเฮกโซสจำนวนมากสามารถสร้างโครงสร้างวงแหวนได้ ในรูปแบบโซปิดนี้ ปฏิกิริยาหลายอย่างที่มักเกิดขึ้นต่อหมู่แอลดีไฮด์และคีโตนจะเกิดขึ้นมิได้ กลูโคสในสารละลายจะคงอยู่ในรูปวงแหวนที่สมดุลเคมี โดยมีโมเลกุลในรูปโซ่เปิดน้อยกว่า 0.1%[29]

พอลิเมอร์ธรรมชาติของน้ำตาล

พอลิเมอร์ชีวภาพของน้ำตาลนั้นมีทั่วไปในธรรมชาติ พืชสร้างกลีเซอรัลดีไฮด์-3-ฟอสเฟต (G3P) น้ำตาลฟอสเฟต 3 คาร์บอนที่เซลล์ใช้สร้างโมโนแซ็กคาไรด์เช่น กลูโคส (C6H12O6) หรือ (ในอ้อยและบีต) ซูโครส(C12H22O11) โมโนแซ็กคาไรด์อาจถูกแปลงเป็นพอลิแซ็กคาไรด์โครงสร้าง เช่น การสร้างเซลลูโลส และผนังเซลล์เพกทิน ได้อีก หรือแปลงเป็นพลังงานที่เก็บในรูปของตัวเก็บพอลิแซ็กคาไรด์ (storage polysaccharides) เช่นแป้ง หรืออินูลิน แป้งซึ่งประกอบด้วยกลูโคสสองพอลิเมอร์ที่แตกต่างกัน เป็นรูปแบบของพลังงานเคมีที่ลดระดับได้เก็บโดยเซลล์ และถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้[29] พอลิเมอร์ของกลูโคสอีกชนิดคือเซลลูโลส ซึ่งเป็นโซ่ตรงประกอบด้วยหน่วยกลูโคสหลายร้อยหรือหลายพันหน่วย พืชใช้เซลลูโลสเป็นองค์ประกอบในผนังเซลล์ มนุษย์สามารถย่อยเซลลูโลสให้มีขนาดจำกัด แม้ว่าสัตว์เคี้ยวเอื้องสามารถทำได้โดยมีแบคทีเรียสมชีพช่วยอยู่ภายในกึ๋น[30] ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอสร้างขึ้นจากดีออกซีไรโบสและไรโบส ที่เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ตามลำดับ ดีออกซีไรโบสมีสูตร C5H10O4และไรโบสมีสูตร C5H10O5[31]

การติดไฟ

น้ำตาลมีสารอินทรีย์ที่เผาไหม้ง่ายเมื่ออยู่ใกล้เปลวไฟ ด้วยเหตุนี้ การทำงานกับน้ำตาลจะเสี่ยงกับการระเบิดฝุ่น เหตุการณ์โรงผลิตน้ำตาลระเบิดที่จอร์เจีย ค.ศ. 2008 มีผู้เสียชีวิต 14 คน บาดเจ็บ 40 คน และโรงงานถูกทำลายไปมากกว่าครึ่งหนึ่ง เหตุการณ์นี้เป็นผลจากฝุ่นน้ำตาลติดไฟ