คาร์โบไฮเดรตมีธาตุที่เป็นองค์ประกอบหลัก คือ คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน แบ่งโครงสร้างตามจำนวนย่อยที่เป็นองค์ประกอบได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ (1) มอโนแซ็กคาไรด์ หรือน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว เช่น กลูโคส ฟรักโทส กาแล็กโทส (2)ไดแซ็กคาไรด์ หรือน้ำตาลโมเลกุลคู่ เช่น มอลโทส ซูโครส แล็กโทส และ (3) พอลิแซ็กคาไรด์ เช่น แป้งประเภทต่าง ๆ ซึ่งการทดสอบแป้ง และการทดสอบน้ำตาลมีหลายวิธี เช่น การใช้สารละลายเบเนดิกต์ หรือทดสอบด้วยสารละลายไบยูเร็ต

1. น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (Monosaccharide)

เป็นคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลเล็ก ประกอบด้วยคาร์บอน 3-8 อะตอม

แบ่งประเภทที่พบมากในธรรมชาติได้แก่ เพนโทส (C 5 อะตอม) เช่น ไรโบส ไรบูโรส และเฮกโซส (C 6 อะตอม) เช่น กลูโคส ฟรักโทส กาแล็กโทส สูตรทั่วไปของมอโนแซ็กคาไรด์ คือ C_nH_2nO_n

แบ่งประเภทตามหมู่ฟังก์ชัน ได้แก่ หมู่แอลโดส คือ มีหมู่คาร์บอกซาลดีไฮด์เป็นหมู่ฟังก์ชัน ได้แก่ ไรโบส กลูโคส กาแล็กโทส และหมู่คีโตส คือ มีหมู่คาร์บอนิลเป็นหมู่ฟังก์ชัน ได้แก่ ไรบูโรส และฟรักโทส

ในการทดสอบน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว เนื่องจากมอโนแซ็กคาไรด์ในโครงสร้างแบบโซ่เปิด มีสมบัติเป็นตัวรีดิวซ์ สามารถรีดิวซ์คอปเปอร์ (II) ไอออนในสารละลายเบเนดิกต์ เกิดเป็นคอปเปอร์ (I) ออกไซด์ ซึ่งเป็นตะกอนสีแดงอิฐ  จึงสามารถทดสอบได้ด้วยสารละลายเบเนดิกต์

ตัวอย่างน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวที่พบในธรรมชาติ ได้แก่

- กลูโคสที่พบในพืช เช่น อ้อย องุ่น น้ำผึ้ง และเป็นองค์ประกอบของพอลิแซ็กคาไรด์หลายชนิด

- ฟรักโทสซึ่งเป็นมอโนแซ็กคาไรด์ที่หวานที่สุด พบในผลไม้ น้ำผึ้ง

- กาแล็กโทสที่เป็นองค์ประกอบของน้ำตาลในน้ำนม

2. น้ำตาลโมเลกุลคู่ (Disaccharide)

เกิดจากการรวมตัวของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 โมเลกุล โดยมีพันธะไกลโคซิดิก (glycosidic bond) เชื่อมต่อระหว่างน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวทั้ง 2 โมเลกุล เช่น 

- มอลโทส เกิดจาก กลูโคส + กลูโคส

- ซูโครส เกิดจาก กลูโคส + ฟรักโทส

- แล็กโทส เกิดจาก กลูโคส + กาแล็กโทส

แล็กโทสสามารถรีดิวซ์คอปเปอร์ (II) ไอออน แต่ซูโครสไม่สามารถรีดิวซ์ได้ เพราะเมื่อซูโครสละลายน้ำจะไม่สามาถเกิดโครงสร้างแบบโซ่เปิดได้ ยกเว้นใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

3. พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

เป็นคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลใหญ่ มีโครงสร้างซับซ้อน ประกอบด้วยมอโนแซ็กคาไรด์หลายๆ โมเลกุลเชื่อมต่อกัน ได้แก่ แป้ง เซลลูโลส ไกลโคเจน ไคติน

การทดสอบแป้ง ใช้สารละลายไอโอดีน จะได้ตะกอนสีน้ำเงิน และจะไม่ให้ผลการทดสอบต่อสารละลายเบเนดิกต์ ยกเว้นถ้านำไปต้มกับกรด จะเกิดการไฮโดรไลซ์ได้มอโนแซ็กคาไรด์ ซึ่งสามารถทดสอบด้วยสารละลายเบเนดิกต์ได้ ตัวอย่างพอลิแซ็กคาไรด์ประเภทต่างๆ มีดังนี้

- แป้ง ประกอบด้วยพอลิแซ็กคาไรด์ 2 ชนิด คือ อะไมโลส ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์แบบโซ่ตรง กับอะไมโลเพกทิน ซึ่งเป็นพอลิแซ็กคาไรด์แบบโซ่กิ่ง

- แป้ง สำลี ไกลโคเจน เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่มีโครงสร้างโมเลกุลต่างกัน จึงมีสมบัติต่างกัน

- เซลลูโลส ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างพืช เมื่อไฮโดรไลซ์จะได้กลูโคสเป็นผลิตภัณฑ์

- ไกลโคเจน เป็นคาร์โบไฮเดรตที่สะสมอยู่ในเซลล์ของสัตว์ พบมากในตับ และกล้ามเนื้อ มีมวลโมเลกุล และมีโซ่กิ่งมากกว่าอะไมโลเพกทินของแป้ง

เรียบเรียงโดย : ปิตุพร พิมพาเพชร