Els hidrats de carboni consten d’una o més subunitats fonamentals, anomenades sacàrids, que són molècules que es caracteritzen perquè no poden ésser fraccionades pels ferments digestius. Segons el nombre de sacàrids de què disposin, els hidrats de carboni es classifiquen bàsicament en monosacàrids, disacàrids i polisacàrids.
Els monosacàrids, que són els hidrats de carboni més senzills pel que fa a llur estructura, consten d’una sola molècula de sacàrid i, per tant, no són fraccionats pels ferments digestius. Els monosacàrids poden disposar de 3 o més àtoms de carboni. Tanmateix, els únics que són realment importants des d’un punt de vista nutritiu —pel fet que nombrosos aliments els contenen, sia en forma pura o combinats entre ells— són els anomenats hexoses, és a dir, aquells l’estructura molecular dels quals consta de 6 àtoms de carboni. Segons la disposició en què es troben els àtoms d’hidrogen i d’oxigen, en relació als de carboni, hi ha, al seu torn, tres tipus d’hexoses: la glucosa, la fructosa i la galactosa.
La glucosa es troba en forma pura només en alguns fruits i hortalisses; tanmateix, també es troba en forma de dextrosa, és a dir, amb una lleu modificació de la disposició d’alguns àtoms, en diversos aliments elaborats industrialment. D’altra banda, la majoria dels aliments tenen una concentració variable de compostos formats per la combinació de dues o més molècules de glucosa.
La importància de la glucosa no ve donada per la quantitat que n’és ingerida directament des de l’exterior, és a dir, la continguda en forma pura en els aliments, sinó pel fet que constitueix la forma final de la digestió de la majoria dels hidrats de carboni que ingerim i també perquè és l’element primordial a partir del qual les cèl·lules de l’organisme obtenen l’energia que necessiten per a mantenir llurs funcions.
La fructosa, també anomenada sucre de fruita o levulosa, es troba en forma pura només en algunes fruites i en la mel i, combinada amb una molècula de glucosa, en el sucre comú o sacarosa.
La galactosa només es troba en la llet i en algunes verdures, però no en forma pura, sinó combinada amb la glucosa, formant lactosa, disacàrid comú a totes les llets.
Els disacàrids són hidrats de carboni formats per la unió de dos monosacàrids. Segons quins siguin els monosacàrids que els componen, en els aliments existeixen bàsicament tres tipus de disacàrids: la sacarosa, la lactosa i la maltosa.
La sacarosa, que és producte de la unió d’una molècula de glucosa i d’una de fructosa, és el sucre comú que s’extreu de la canya i de la bleda-rave, per la qual cosa també s’anomena sucre de canya o sucre de bleda-rave, si bé també es troba en molts vegetals.
La lactosa o sucre de la llet, que és el compost format per una molècula de glucosa i una de galactosa, es troba en forma pura en la llet i en alguns vegetals.
La maltosa o sucre de malta, formada per dues molècules de glucosa, es troba fonamentalment en els cereals i llurs derivats, en els llegums i en els tubercles, però no en forma pura sinó com a resultat de compostos glucídics més complexos.
Els polisacàrids són hidrats de carboni formats per combinacions de nombrosos sacàrids. Els polisacàrids es troben àmpliament distribuïts en la natura, sia formant part de les estructures orgàniques o complint la funció d’emmagatzemar energia.
L’únic polisacàrid realment important des d’un punt de vista nutritiu és el midó, un compost format a base de centenars i milers de molècules de glucosa o de maltosa que es combinen entre elles, i formen una estructura molt ramificada de coloració blanquinosa. Els aliments més rics en midó són els cereals, els llegums i els tubercles. Els vegetals sintetitzen el midó amb el fi d’emmagatzemar energia. Durant la cocció d’aquests aliments, o de les farines que se’n deriven, i durant les primeres fases de la digestió, les ramificacions del midó són separades de la cadena central de sacàrids, i es forma llavors un compost de sacàrids més lineal i senzill, que és digerit amb més rapidesa i que s’anomena dextrina.
La cel·lulosa és un altre tipus de polisacàrid, propi dels vegetals, format a base de nombroses molècules de monosacàrids, bàsicament glucosa, enllaçades molt fermament entre elles, que formen una estructura de consistència llenyosa. Els animals herbívors poden aprofitar nutritivament aquest compost, però no així l’ésser humà, ja que no disposa de ferments digestius capaços de fraccionar la cel·lulosa en elements senzills que puguin ésser absorbits per la paret intestinal. Juntament amb altres substàncies vegetals, la cel·lulosa constitueix l’anomenada fibra vegetal, que es troba en proporcions més grans o més petites en tots els vegetals, i que compleix bàsicament una funció de suport, per la qual cosa és més abundosa en les tiges, arrels i parts centrals de les fulles. En no poder ésser digerida, la fibra vegetal no té rellevància des d’un punt de vista estrictament nutritiu. Tanmateix, contribueix a una alimentació sana pel fet que, precisament en no ésser digerida, ni per tant absorbida, la seva presència augmenta el volum del contingut intestinal i pot accelerar les contraccions de la paret intestinal, i participa així en la regulació del trànsit de la matèria fecal.
El glucogen és un polisacàrid que, a l’igual del midó, està format per nombroses molècules de glucosa enllaçades entre elles, però que, a diferència d’aquell, no es troba en els organismes vegetals sinó en els animals, —particularment en el teixit hepàtic i muscular—, que el produeixen a partir de la glucosa sanguínia, amb el fi d’emmagatzemar energia. Malgrat la importància que té des d’un punt de vista metabòlic, el glucogen no té gaire rellevància com a nutrient, ja que només es troba en petites proporcions en alguns aliments carnis, especialment el fetge.
Una altra classificació important dels hidrats de carboni és la que s’efectua segons la simplicitat de llur estructura, llur solubilitat en medis aquosos i la rapidesa amb què es digereixen. Segons aquesta classificació, aquests compostos químics poden ésser de dos tipus: simples i complexos.
Els glúcids simples o sucres, que inclouen els monosacàrids i disacàrids, es caracteritzen per dissoldre’s fàcilment en medis aquosos, com ara els sucs digestius, i perquè, en general, s’absorbeixen amb rapidesa a l’intestí i passen al torrent sanguini.
En canvi, els glúcids complexos, que en realitat només inclouen els polisacàrids, es caracteritzen per trigar més a dissoldre’s en medis aquosos i a absorbir-se i passar a la sang, ja que prèviament han d’ésser cuits i després sotmetre’s a un procés digestiu més llarg. Els glúcids complexos, a diferència dels simples, no tenen gust dolç, llevat que restin molt de temps dins la boca, en el qual cas els ferments digestius continguts en la saliva poden arribar a fragmentar-los parcialment, de manera que se n’alliberin algunes molècules de sucre.