คาร์โบไฮเดรต แบ่งได้ 2 ประเภท คือ คาร์โบไฮเดรตอย่างง่าย และคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน ซึ่งมีรายละเอียด (Smolin and Grosvenor, 2003)  ดังนี้

          คาร์โบไฮเดรตที่รู้จักกันดี คือ น้ำตาล ซึ่งมี 2 รูปแบบ คือ ชนิดที่มีกลุ่มอัลดีไฮด์ (aldehyde (CHO) group) เรียกว่า น้ำตาลอัลโดส (aldose sugar) และชนิดที่มีกลุ่มคีโตน (ketone (C = O)group) (เรียกว่า น้ำตาลคีโตส (ketose sugar)

         คาร์โบไฮเดรตอย่างง่าย หรือพวกน้ำตาล (saccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีรสหวาน ละลายน้ำได้ดี 

         การแบ่งประเภทของคาร์โบไฮเดรตตามขนาดของโมเลกุลได้ 3 ประเภท  ดังนี้

          เป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยว (simple sugar)  ซึ่งมีจำนวนอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 3-8 อะตอม และเป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดโมเลกุลเล็กที่สุด (monomer) มีสูตรอย่างง่าย คือ (CH₂O)_n  โดยอัตราส่วนระหว่างอะตอมของไฮโดรเจนกับอะตอมของออกซิเจน เท่ากับ  2:1  เมื่อนำน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวมารวมกันหลายๆ โมเลกุล จะได้น้ำตาลโมเลกุลใหญ่ขึ้น

             – ไตรโอส (triose) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีคาร์บอน 3 อะตอม

          – เทโทรส (tetrose) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีคาร์บอน 4 อะตอม เช่น อีริโทรส (erythrose)

          – เพนโทส (pentose) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีคาร์บอน 5 อะตอม เช่น ไรโบส (ribose) ดีออกซีไรโบส (deoxyribose)

            – เฮกโซส (hexose) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีคาร์บอน 6 อะตอม ได้แก่ กลูโคส ฟรักโทส และกาแลกโทส เป็นเฮกโซสที่พบมากที่สุด

            – เฮปโทส (heptose) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีคาร์บอน 7 อะตอม เช่น ซีโดเฮปทูโลส (sedoheptulose)

            – ออกโทส (octose) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีคาร์บอน 8 อะตอม

          มอนอแซ็กคาไรด์ สามารถจำแนกตามหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกันในโมเลกุลได้เป็นแอลโดส (aldose) ซึ่งมีหมู่ฟังก์ชันเป็นแอลดีไฮด์ และคีโทส (ketose) ซึ่งมีหมู่ฟังก์ชันเป็นคีโตน เช่น กลูโคสจัดเป็นน้ำตามแอลโดสและฟรักโทสจัดเป็นน้ำตาลคีโทส เป็นต้น

    น้ำตาลเฮกโซส (hexose)

ตารางแสดงสูตรโครงสร้าง ลักษณะและความสำคัญและแหล่งที่พบของน้ำตาลเฮกโซส

       น้ำตาลแอลโดส  คือ น้ำตาลที่มี aldehyde group      

             น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่เป็นน้ำตาลแอลโดส เช่น น้ำตาลกลูโคส และน้ำตาลกาแลกโทส

       น้ำตาลกลูโคส (glucose) เป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวที่มีความสำคัญ เพราะเป็นน้ำตาลพื้นฐานของคาร์โบไฮเดรตทุกตัว หรือเป็นสารตั้งต้นของการผลิตพลังงาน น้ำตาลเชิงเดี่ยวทุกตัวจะต้องเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสที่ตับก่อน จึงจะนำไปใช้ได้ ด้วยเหตุนี้น้ำตาลกลูโคสจึงเป็นน้ำตาลที่พบมากในร่างกายโดยเฉพาะในเลือดบางครั้งจึงเรียกว่า บลัด ซูการ์ (blood sugar) ระดับน้ำตาล หรือน้ำตาลกลูโคสในเลือดปกติจะประมาณ 70-110มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร เซลล์ในสมองใช้กลูโคสเพียงอย่างเดียวเป็นแหล่งพลังงาน สมองจึงต้องได้รับกลูโคสจากเลือดตลอดเวลา

       แหล่งอาหารธรรมชาติที่พบกลูโคส คือ ข้าว แป้ง น้ำตาล น้ำผึ้ง ผัก และผลไม้ ผลไม้ที่พบว่ามีมาก คือ องุ่น ในร่างกายของคน และสัตว์ได้จากการย่อยแป้ง และน้ำตาลทุกชนิด ด้วยเหตุนี้กลูโคสจึงเป็นน้ำตาลที่พบมากในร่างกาย

       โครงสร้างของน้ำตาลกลูโคส มีหลายแบบ เช่น โครงสร้างแบบโซ่เปิด (open-chain structure) หรือ Fischer projection โครงสร้างสร้างแบบวง (cyclic หรือ ring structure) หรือ Haworth projection กลูโคสมีโครงสร้างแบบวง ที่มีขนาดของวง 6 อะตอม (เรียกว่า six-membered ring) ซึ่งเกิดจากการปิดวง โดยหมู่ไฮดรอกซิลทำปฏิกิริยากับหมู่คาร์บอนิลของแอลดีไฮด์ ให้อะซิตัล (acetal)

สูตรโครงสร้างของน้ำตาลกลูโคส  

       น้ำตาลกาแลกโทส (galactose) เรียกอีกอย่างว่า น้ำตาลสมอง (brain sugar) คือ น้ำตาลเชิงเดี่ยวที่ไม่พบอิสระในธรรมชาติได้จากการย่อยแลกโทส (lactose) หรือน้ำตาลในนม (milk sugar) ซึ่งเป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่เมื่อดูดซึมที่ลำไส้เล็กจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสที่ตับ และกาแลกโทส สามารถเปลี่ยนเป็นไกลโคเจนได้โดยตรงเก็บสะสมที่ตับ ในเด็กจะพบกาแลกโทสมาก เพราะดื่มนมเป็นอาหารหลัก กาแลกโทสเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของสมอง การเจริญเติบโตของสมองจะอยู่ในช่วงแรกเกิดถึงอายุ 3 ขวบ ซึ่งเป็นช่วงที่สมองมีการเจริญเติบโตถึงร้อยละ 25 ดังนั้นถ้าเด็กขาดนม ซึ่งนอกจากจะทำให้ขาดโปรตีนแล้วยังขาดทำให้กาแลกโทส ซึ่งมีผลทำให้เด็กสมองเสื่อม  

         กาแลกแทน (Galactan) เป็นพอลิเมอร์ของกาแล็กโทสพบในเอมิเซลลูโลส (hemicellulose) และสามารถเปลี่ยนเป็นกาแลกโทสได้โดยการไฮโดรไลซีส (hydrolysis)

สูตรโครงสร้างของน้ำตาลกาแลกโทส 

      น้ำตาลคีโทส คือ น้ำตาลที่มี ketone group   เช่น น้ำตาลฟรักโทส

 

         ฟรักโทส (fructose) เลวูโลส (levulose) หรือฟรุตซูการ์ (fruit sugar) คือ น้ำตาลเชิงเดี่ยวที่พบอิสระในธรรมชาติ พบตามเกสรดอกไม้ น้ำผึ้ง ผัก และผลไม้ พบปนอยู่กับกลูโคส ฟรักโทสเป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวที่มีความหวานมากที่สุด ตารางที่ 3.1 ในร่างกายพบหลังจากกินอาหารประเภทผัก ผลไม้ และอาหารที่ปรุงโดยใช้น้ำตาลทุกชนิด ฟรักโทสได้จากการย่อยซูโครส ซึ่งเป็นน้ำตาลโมเลกุลคู่หลังการดูดซึมฟรักโทสจะถูกเปลี่ยนเป็นกลูโคสที่ตับ

สูตรโครงสร้างของน้ำตาลฟรักโทส