Kulhydrater omfatter sukkerarter og stivelser samt den ufordøjelige men ikke desto mindre vigtige bestanddel af kost, fiber. Alle tre af disse klasser af kulhydrater er nært beslægtede kemisk. De består af en eller flere sukkerheder, kaldet monosaccharider, der hver især består af elementerne kulstof, hydrogen og ilt. Et kendetegn for kulhydratsukkerenheden er, at den har en kemisk formel, hvor mængden af kulstof er lig med mængden af ilt, og der er dobbelt så mange hydrogenatomer som carbonatomer.
Kulstof
Ligesom mange organiske forbindelser, der betyder levemolekyler, har kulhydrater det, der ofte kaldes en "carbon backbone." Dette betyder, at molekylets overordnede form bestemmes af carbon, men medens carbon bestemmer molekylets struktur, deltager det ikke generelt i en betydelig del af molekylets kemiske reaktioner. Kulhydrater kan have forskellige antal carbonatomer, men den mest almindelige af monosacchariderne og hovedblokken af de fleste kulhydrater er glucose, som har seks carbonatomer. Forklar Drs. Reginald Garrett og Charles Grisham i deres bog "Biochemistry" består glucosemolekylet af en ring med fem carbonatomer og et oxygenatom med et sjette carbonatom fastgjort som en sidearm på ringen.
Ilt
Oxygen er almindelig i organiske molekyler, og er en bestanddel af alle tre makronæringsstoffer - protein og fedt samt kulhydrat. I kulhydrat hjælper oxygen ikke kun med at bestemme sukkerringernes overordnede form - der er et oxygenatom som medlem af den primære glukose ring såvel som af ringene af andre almindelige monosaccharider - men hjælper også med at øge vandopløseligheden af sukkerne . Forklar Drs. Mary Campbell og Shawn Farrell i deres bog "Biochemistry", de seks oxygenatomer i glucose og de mange iltatomer i andre kulhydrater gør molekylerne i stand til at opløse i blodbanen og andre vandbaserede væsker.
Hydrogen
Ved ren mængde udgør hydrogenatomer ca. halvdelen af alle atomer i et givet carbohydrat. Glucose består for eksempel af i alt 24 atomer, hvoraf 12 er hydrogen. I modsætning til kulstof, som bestemmer den samlede struktur og form af et molekyle, er hydrogenatomer ikke særlig involveret i formbestemmelse. De kan dog deltage i kemiske reaktioner. I tilfælde af glukose og andre kulhydrater hjælper hydrogen med at øge molekylets vandopløselighed, hvor det er bundet til ilt, og tegner også for mange sukkerers evne til at binde til hinanden for at danne langkædede kulhydrater, som stivelse, forklare Drs . Garrett og Grisham.
