碳水化合物是自然界最丰富的有机物，是人类最经济和最主要的能量来源。碳水化合物也称为糖类，因大多数糖类物质由碳、氢、氧组成，其结构式为Cn（H2O），与水分子中的比例相同，因此称为碳水化合物。
一、碳水化合物的分类
从营养学上，根据碳水化合物的聚合度，可以将其分成单糖、双糖、寡糖和多糖四类。
（一）单糖
食物中的单糖主要为葡萄糖、果糖和半乳糖。
1.葡萄糖
葡萄糖是构成食物中各种糖类的最基本单位，也是动物脑组织、肺及红细胞唯一能利用的能量物质。有些糖类完全由葡萄糖构成，如淀粉；有些则是由葡萄糖与其他单糖组成，如蔗糖。在天然食品中，葡萄糖很少以单糖形式存在。葡萄糖有D型和L型，人体只能代谢D型葡萄糖，而不能利用L型，所以有人用L型葡萄糖做甜味剂，可达到增加食品的甜味而又不增加能量摄入的双重目的。
2.果糖
果糖主要存在于水果和蜂蜜中，果糖比糖类中的其他糖都甜。果糖适用于幼儿和糖尿病患者食用，它不需要胰岛素的作用，就能直接被人体代谢利用。果糖吸收后经肝脏转变成葡萄糖被人体利用，也有一部分转变为糖原、乳酸和脂肪。近年来人们纷纷用异构化酶将葡萄糖转化为果糖，制成不同规格的果葡糖浆予以应用。
3.半乳糖
半乳糖很少以单糖形式存在于食品之中，而是乳糖、棉子糖和琼脂等的组成成分，可以被乳酸菌发酵。半乳糖在人体中也是先转变成葡萄糖后才被利用，母乳中的半乳糖是在体内重新合成的，而不是由食物中直接获得的。
4.其他单糖
除了上述三种重要的己糖外，植物中含有少量的戊糖，如核糖、脱氧核糖、阿拉伯糖和木糖。前两种糖可以在动物体内合成，后两种糖主要存在于水果和根、茎类蔬菜之中。
（二）双糖
双糖是由两分子单糖缩合而成的。食物中常见的双糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖等。
1.蔗糖
蔗糖在甘蔗、甜菜和蜂蜜中含量较多，日常使用的白砂糖即是蔗糖，是由甘蔗或甜菜中提取的。蔗糖易引起龋齿。
2.麦芽糖
麦芽糖又称饴糖。淀粉在酶的作用下可降解成大量麦芽糖。麦芽糖的甜度约为蔗糖的1/2。
3.乳糖
乳糖主要存在于乳及其乳制品中。乳糖作为婴儿糖类的主要来源，能够保持肠道中比较合适的菌群数量，并能促进钙的吸收。乳糖是婴儿主要食用的糖类物质，随着年龄的增长，肠道中的乳糖酶活性下降，因而很多成年人使用普通牛乳后乳糖难以消化，导致腹泻，即乳糖不耐症。乳糖不耐症人群可食用市面上的舒化乳，脱乳糖的乳或者酸乳等。
4.海藻糖
海藻糖存在于许多真菌及细菌之中，如食用蘑菇中含量较多，有时称为蘑菇糖。人体中具有海藻糖酶，因此在消化过程中能够裂解海藻糖成为两分子葡萄糖。
（三）寡糖
寡糖是指由3~10个单糖构成的一类小分子多糖。比较重要的寡糖是存在于豆类食品中的棉子糖和水苏糖。这两种糖都不能被肠道消化酶分解而消化吸收，但在大肠中可被肠道细菌代谢产生气体和其他产物，造成胀气。不过适量摄入这些寡糖，有利于益生菌，如双歧杆菌的生长、繁殖，促进人体健康。
（四）多糖
多糖是由糖苷键结合的糖链，至少要超过10个的单糖组成的聚合糖高分子碳水化合物。由相同的单糖组成的多糖称为同多糖，如淀粉、纤维素和糖原；以不同的单糖组成的多糖称为杂多糖，如阿拉伯胶是由戊糖和半乳糖等组成。多糖不是一种纯粹的化学物质，而是聚合程度不同的物质的混合物。多糖类一般不溶于水，无甜味，不能形成结晶，无还原性和变旋现象。多糖也是糖苷，所以可以水解，在水解过程中，往往产生一系列的中间产物，最终完全水解得到单糖。
二、碳水化合物的生理功能
碳水化合物可能有供给能量、构成机体重要物质、节约蛋白质、抗生酮等生理功能。
1.供给能量：碳水化合物是机体获取能量的最主要的来源，能够给机体提供热能，储存能量。
2.构成机体的重要物质：每个细胞都含有碳水化合物，主要以糖脂、糖蛋白和糖多蛋白的形式存在，分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆以及细胞间质中。
3.节约蛋白质：碳水化合物供给充足时，可减少蛋白质作为能量的消耗，使更多的蛋白质参与构成组织、调节生理机能等，具有节约蛋白质的作用。
4.抗生酮：摄入充足的碳水化合物可保持内分泌平衡，帮助体能供应充足，避免酮体在体内蓄积过量，具有抗生酮的功效。
5.其他：糖原有保肝解毒作用。非淀粉多糖有助于增强肠道功能。一些动物、植物、微生物多糖具有特殊生物活性，如抗肿瘤、抗病毒、提高免疫力等。
三、碳水化合物与健康
膳食中缺乏碳水化合物可造成膳食蛋白质的浪费，加速人体组织蛋白和脂肪分解，导致全身疲乏无力，血糖降低，产生头晕、心悸、脑功能障碍等症状，严重者会导致低血糖昏迷。若其比例过高，就会因供能过多，转化成脂肪储存于体内，引起肥胖，导致高血压、高血脂、糖尿病等“现代病”。同时，势必还会引起蛋白质和脂肪摄入偏少，对机体健康不利。一般说来，对碳水化合物没有特定的饮食要求，主要依据从碳水化合物中获得合理的热量比例摄入。
四、碳水化合物的食物来源
碳水化合物主要来源于植物性食物，动物性食物中含量很少，如谷类、薯类和根茎类食物中，含有丰富的淀粉，其中谷类（如大米、小米、面粉、玉米面等）含量为70% ~ 80%；干豆类（干黄豆、红豇豆等）含量为20% ~30%；块茎、块根类（山芋、山药、土豆、红薯等）含量为15% ~30%；坚果类（栗子、花生、核桃等）含量为12% ~40%；纯糖（如红糖、白糖、蜂蜜等）含量为80% -90%。各种单糖和双糖除一部分存在于果蔬等天然食物中， 绝大部分是以加工食物如食糖和糖果等形式直接食用的。蔬菜、水果、全谷物、 杂粮、豆类等是膳食纤维的主要来源。
