Въглехидратите са едни от най-широко разпространените в природата органични съединения. Те се срещат в много от зеленчуците и плодовете, които консумираме. Такива храни например са картофите, зърнените култури, мед, грозде и други.
Молекулите на всички въглехидрати са изградени от атомите на елементите въглерод, водород и кислород. Тези съединения са били наречени въглехидрати, защото съотношението на водорода и кислорода в молекулите им е 2:1 - тоест те са хидрати на въглерода. Днес са известни и въглехидрати с други съотношения на водород и кислород в молекулата, но историческото наименование въглехидрат е останало. Типични въглехидрати са глюкозата, фруктоза, захарозата (обикновена захар), нишесте, целулоза.
Глюкоза C6H12O6
Глюкозата се образува при процеса фотосинтеза и е един от най-важните въглехидрати. Образуване на глюкоза:
6CO2 + 6H2O -> (светлина / хлорофил) C6H12O6 + 6O2
Глюкозата се съдържа в най-големи количества в зрялото грозде и в други сладки плодове. Именно поради високото си съдържание в гроздето е известна и като гроздена захар. Глюкозата се усвоява лесно от човешкия организъм и поради това си свойство се използва в медицината при тежко болни хора. Съдържа се в мускулите, кръвта, урината, лимфните възли, в лимфата.
Глюкозата в чиста форма е безцветно кристално вещество със сладък вкус. Във вода се разтваря добре, а в спирт има ограничена разтворимост.
Ако се намачка грозде при подходящи условия протича процес, известен като спиртна ферментация. Този процес се извършва под въздействието на точно определен ензим:
C6H12O6 -> (ензим) 2 C2H5OH + 2CO2
Фруктозата има същата химична формула като глюкозата, но двете съединения се различават по строеж и свойства. Фруктозата е по-сладка от глюкозата и се разтваря добре във вода. освен това е безопасна за диабетично болни и може да се използва в сладкарството като заместител на обикновената захар.
Захароза (обикновена захар) C12H22O11
Захарозата е веществото, което повечето от нас употребяват ежедневно в бита. Извлича се от захарно цвекло или захарна тръстика. Безцветно кристално вещество е, сладко на вкус и разтворимо във вода, но с ограничена разтворимост в спирт. При варене на водният разтвор и присъствие на няколко капки киселина (солна или сярна), захарозата се разлага на глюкоза и фруктоза.
В човешкият организъм захарозата се разлага под въздействието на ензим до глюкоза или захароза, които се усвояват лесно.
Нишесте (C6H10O5)n и целулоза (C6H10O5)n
И двете вещества са природни полимери, които се срещат в природата. Полимери, които се срещат в природата се наричат биополимери. Във вода са практически неразтворими, но ако се варят в присъствие на вода и киселина, те се разлагат като се получава глюкоза.
Нишестето е едно от най-разпространените вещества в растенията. В тях се натрупва в семената и корените им като резервна храна. На цвят е бяло прахообразно вещество, без вкус, слабо разтворимо в студена вода. При загряване нишестето се овъглява. В човешкият организъм то се разгражда по действието на ензим, който се намира в слюнката.
Целулозата изгражда стените на растителните клетки и придава на растенията еластичност и здравина. Богати на целулоза са памукът, ленът, конопът и други растения.
Целулозата е бяло, неразтворимо във вода и органични съединения вещество. Разтваря се само в Швайцеров реактив (амонячен разтвор на меден дихидроксид).
Целулозата се използва в строителството и в мебелната промишленост. От целулозата се прави и хартия като това е причина за изсичане на големи масиви от дървета. Целулозата е важна съставка на балансираното хранене, защото трудно се разгражда и затова не е източник на енергия, когато се приема с храната, но създава чувство за ситост, а при храносмилането ускорява чревната перисталтика.