Një karbohidrat është një biomolekulë e përbërë nga atomet e karbonit (C), hidrogjenit (H) dhe oksigjenit (O), zakonisht me një raport midis atomeve  hidrogjen dhe oksigjen prej 2:1 (si në ujë) dhe me formulën empirike Cm(H2O) n (ku m dhe n mund të jenë të ndryshëm ose jo). Megjithatë, jo të gjitha karbohidratet përputhen me këtë përkufizim stoikiometrik (p.sh., acidet uronike, deoksi-sheqernat si fukoza), dhe as të gjitha kimikatet që përputhen me këtë përkufizim klasifikohen automatikisht si karbohidrate (p.sh. formaldehidi dhe acidi acetik).

Termi “karbohidrat” është më i zakonshëm në biokimi, i cili është sinonim i saharidit, një grup që përfshin sheqernat, niseshtenë dhe celulozën. Saharidet ndahen në katër grupe kimike që janë monosakaridet, disakaridet, oligosakaridet dhe polisakaridet. Monosakaridet dhe disakaridet, që janë karbohidratet më të vogla (me peshë molekulare më të ulët), zakonisht quhen sheqerna. Fjala saharid vjen nga fjala greke σάκχαρον (sákkharon), që do të thotë "sheqer". Ndërsa nomenklatura shkencore e karbohidrateve është komplekse, emrat e monosakarideve dhe disakarideve shumë shpesh përfundojnë me prapashtesën -oza, e cila është marrë fillimisht nga glukoza, nga greqishtja e lashtë γλεῦκος (gleûkos, "verë, musht") dhe përdoret për pothuajse të gjitha sheqernat, p.sh fruktoza (sheqer frutash), saharoza (kallam sheqeri ose panxhari), riboza, amiloza, laktoza (sheqer qumështi), etj.

Karbohidratet kryejnë role të shumta në organizmat e gjallë. Polisakaridet shërbejnë për ruajtjen e energjisë  (p.sh. niseshteja dhe glikogjeni) dhe si përbërës strukturorë (p.sh. celuloza tek bimët dhe kitina tek artropodët). Riboza me 5 monosakaride karboni është një komponent i rëndësishëm i koenzimave (p.sh. ATP, FAD dhe NAD) dhe e shtyllës kurrizore e molekulës gjenetike të njohur si ARN. Deoksiriboza është një përbërës i ADN-së. Saharidet dhe derivatet e tyre përfshijnë shumë biomolekula të tjera të rëndësishme që luajnë role kyçe në sistemin imunitar, fekondimin, parandalimin e patogjenezës, mpiksjen e gjakut dhe rritjen.

Karbohidratet janë thelbësore për ushqyerjen dhe gjenden në një shumëllojshmëri të gjerë ushqimesh natyrale dhe të përpunuara. Niseshteja është një polisakarid. Është i bollshëm në drithëra (grurë, misër, oriz), patate dhe ushqime të përpunuara të bazuara në miell drithërash, të tilla si buka, picat ose makaronat. Sheqernat shfaqen në dietën e njeriut kryesisht si sheqer i tryezës (saharozë, e nxjerrë nga kallami ose panxhari i sheqerit), laktoza (e bollshme në qumësht), glukoza dhe fruktoza, të cilat të dyja gjenden natyrshëm tek mjalti, tek shumë fruta dhe tek disa perime. Sheqeri i tryezës, qumështi ose mjalti shpesh shtohen në pije dhe shumë ushqime të përgatitura si reçeli, biskotat dhe ëmbëlsirat.

Celuloza, një polisakarid që gjendet në muret qelizore tek të gjitha bimët, është një nga përbërësit kryesorë të fibrave dietike të patretshme. Edhe pse nuk është e tretshme tek njerëzit (përtypet në përgjithësi tek disa insekte à veçanërisht termitet, kanë tretje më komplekse dhe mund të tresin celulozën), celuloza dhe fibra dietike e patretshme në përgjithësi ndihmojnë në ruajtjen e një sistemi të shëndetshëm tretës duke lehtësuar lëvizjen nëpër zorrën e trashë (dmth. defekimi). Polisakaridet e tjera të përfshira në fibrat dietike përfshijnë niseshtenë rezistente dhe inulinën, të cilat ushqejnë disa baktere në mikrobiotën e zorrës së trashë dhe metabolizohen nga këto baktere për të prodhuar acide yndyrore me zinxhir të shkurtër.

TerminologjiaRedakto

Në literaturën shkencore, termi "karbohidrat" ka shumë sinonime, si "sheqer" (, "sakarid", "ose", "glucid", "hidrat i karbonit" ose "polihidroksi". komponimet me aldehid ose keton"). Disa nga këto terma, veçanërisht "karbohidrate" dhe "sheqer", përdoren edhe me kuptime të tjera.

Në shkencën e ushqimit dhe në shumë kontekste joformale, termi "karbohidrat" shpesh nënkupton çdo ushqim që është veçanërisht i pasur me niseshtenë komplekse të karbohidrateve (të tilla si drithërat, buka dhe makaronat) ose karbohidratet e thjeshta, si sheqeri (që gjendet në karamele, reçel dhe ëmbëlsirat). Ky informalitet është ndonjëherë konfuz pasi ngatërron strukturën kimike dhe tretshmërinë tek njerëzit.

Shpesh në listat e informacionit ushqyes, siç është Baza e të Dhënave Kombëtare të Ushqyesve të USDA, termi "karbohidrate" përdoret për gjithçka tjetër përveç ujit, proteinave, yndyrës, hirit dhe etanolit. Këtu përfshihen komponime kimike si acidi acetik ose laktik, të cilët zakonisht nuk konsiderohen karbohidrate. Ai përfshin gjithashtu fibra dietike, e cila është një karbohidrate, por që nuk kontribuon me energji ushqimore (kilokalori) tek njerëzit, edhe pse shpesh përfshihet në llogaritjen e energjisë totale të ushqimit njësoj sikur të ishte. Në kuptimin e ngushtë, "sheqeri" përdoret për karbohidratet e ëmbla, të tretshme, shumë prej të cilave përdoren në ushqimin e njeriut.

StrukturaRedakto

Më parë emri "karbohidrat" përdorej në kimi për çdo përbërje me formulën Cm (H2O)n. Pas këtij përkufizimi, disa kimistë e konsideruan formaldehidin (CH2O) si karbohidratin më të thjeshtë, ndërsa të tjerë e përdorën atë titull për glikolaldehidin. Sot, ky term kuptohet përgjithësisht në kuptimin biokimik, i cili përjashton përbërjet me vetëm një ose dy karbone dhe përfshin shumë karbohidrate biologjike të cilat devijojnë nga kjo formulë. Për shembull, ndërsa formulat e mësipërme përfaqësuese duket se kapin karbohidratet me të njohura, karbohidratet e kudogjendura dhe të bollshme shpesh devijojnë nga kjo. Për shembull, karbohidratet shpesh shfaqin grupe kimike si: N-acetil (p.sh. kitin), sulfate (p.sh. glikozaminoglikane), acid karboksilik dhe modifikime deoksi (p.sh. fukozë dhe acid sialik).Saharidet natyrale në përgjithësi përbëhen nga karbohidrate të thjeshta të quajtura monosakaride me formulë të përgjithshme (CH2O)n ku n është e barabartë me tre ose më shumë. Një monosakarid tipik e ka strukturën H–(CHOH)x(C=O)–(CHOH)y–H, domethënë një aldehid ose keton me shumë grupe hidroksili të shtuar, zakonisht një në çdo atom karboni që nuk është pjesë e grupit funksional aldehid ose keton. Shembuj të monosakarideve janë glukoza, fruktoza dhe gliceraldehidet. Megjithatë, disa substanca biologjike që zakonisht quhen "monosakaride" nuk përputhen me këtë formulë (p.sh. acidet uronike dhe deoksi-sheqernat si fukoza) dhe ka shumë kimikate që përputhen me këtë formulë, por që nuk konsiderohen të jenë monosakaride (p.sh. formaldehidi CH2O dhe inozitoli (CH2O)6).

Forma me zinxhir të hapur të një monosakaridi shpesh bashkëjeton me një formë unazore të mbyllur ku karboni i grupit aldehid/keton karbonil (C=O) dhe grupi hidroksil (–OH) reagojnë duke formuar një hemiacetal me një urë të re C–O–C.

Monosakaridet lidhen së bashku dhe formojnë polisakaride (ose oligosakaride) në mënyra të ndryshme. Shumë karbohidrate përmbajnë një ose më shumë njësi monosakaride të modifikuara që kanë zëvendësuar ose hequr një ose më shumë grupe. Për shembull, deoksiriboza, një përbërës i ADN-së, është një version i modifikuar i ribozës; kitina përbëhet nga njësi të përsëritura të N-acetil glukozaminës, një formë e glukozës që përmban azot.