Paper en la nutrició humana
El calòric total o energia requerida per a un individu depèn de l’edat, l’ocupació i altres factors, però generalment oscil·la entre 2.000 i 4.000 calories per 24 hores (una calor, ja que s’utilitza aquest terme en nutrició, és la quantitat de calor. necessari per elevar la temperatura de 1.000 grams d’aigua de 15 a 16 ° C [59 a 61 ° F]; en altres contextos aquesta quantitat de calor s’anomena quilocalorie). Els carbohidrats que poden utilitzar els humans produeixen quatre calories per gram per contraposició a nou calories per gram de greix i quatre per gram de proteïna. A les zones del món on la nutrició és marginal, una proporció elevada (aproximadament entre una i dues lliures) del requeriment energètic diari d’un individu pot ser subministrada per hidrats de carboni, la majoria de la resta provenen de fonts de greix.
sistema digestiu humà: carbohidrats
Els hidrats de carboni s’absorbeixen com a monosacàrids (sucres simples com glucosa, fructosa i galactosa que no poden ser més
Tot i que els hidrats de carboni poden compondre fins a un 80 per cent de la ingesta calòrica total de la dieta humana, per a una dieta determinada, la proporció de midó al carbohidrat total és bastant variable, segons les costums actuals. A l’Àsia oriental i a zones d’Àfrica, per exemple, on l’arròs o els tubercles com el manioc proporcionen una font d’aliments important, el midó pot representar fins a un 80 per cent de la ingesta total de carbohidrats. En una dieta típica occidental, entre el 33 i el 50 per cent de la ingesta calòrica és en forma de carbohidrats. Aproximadament la meitat (és a dir, del 17 al 25 per cent) està representada per midó; un altre terç per sucre de taula (sacarosa) i sucre per a llet (lactosa); i percentatges menors per monosacàrids com la glucosa i la fructosa, que són comuns en fruites, mel, xarops i certes verdures com carxofes, cebes i remolatxes de sucre. El petit reste consisteix en hidrats de carboni a granel o indigestibles, que inclou principalment la cobertura exterior cel·lulosa de llavors i les tiges i fulles de verdures. (Vegeu també nutrició.)
Paper de l'emmagatzematge d'energia
Els midons, els principals polisacàrids de reserva d’energia vegetal utilitzats pels humans, s’emmagatzemen a les plantes en forma de grànuls gairebé esfèrics que varien de diàmetre d’uns tres a 100 micròmetres (aproximadament 0,0001 a 0,004 polzades). La majoria dels midons vegetals consisteixen en una barreja de dos components: amilosa i amilopectina. Les molècules de glucosa que composen amilosa tenen una estructura de cadena recta o lineal. L’amilopectina té una estructura de cadena ramificada i és una molècula una mica més compacta. Diverses milers de unitats de glucosa poden estar presents en una sola molècula de midó. (Al diagrama, cada petit cercle representa una molècula de glucosa.)
A més dels grànuls, moltes plantes tenen un gran nombre de cèl·lules especialitzades, anomenades cèl·lules parenquimatoses, la funció principal de les quals és l’emmagatzematge del midó; exemples de plantes amb aquestes cèl·lules són vegetals i tubercles d’arrel. El contingut en midó de les plantes varia considerablement; les concentracions més elevades es troben en llavors i en cereals, que contenen fins a un 80 per cent del seu carbohidrat total com midó. Els components d'amilosa i amilopectina del midó es produeixen en proporcions variables; la majoria d’espècies vegetals emmagatzemen aproximadament el 25 per cent del seu midó com amilosa i el 75 per cent com amilopectina. Tanmateix, aquesta proporció es pot veure modificada mitjançant tècniques de cria selectiva i s'han desenvolupat algunes varietats de blat de moro que produeixen fins al 70 per cent del seu midó com amilosa, que és més fàcilment digerida pels humans que no pas l'amilopectina.
A més dels midons, algunes plantes (per exemple, la carxofa de Jerusalem i les fulles de certes herbes, sobretot l'herba de sègol) formen polisacàrids d'emmagatzematge compostos per unitats de fructosa en lloc de glucosa. Tot i que els polisacàrids de fructosa es poden desglossar i utilitzar per preparar xarops, no poden ser digerits per animals més elevats.
Els midons no estan formats per animals; en canvi, formen un polisacàrid estretament relacionat, el glicogen. Pràcticament totes les cèl·lules animals vertebrades i invertebrades, així com les de nombrosos fongs i protozous, contenen algun glucogen; concentracions especialment elevades d’aquesta substància es troben en el fetge i les cèl·lules musculars d’animals superiors. L’estructura general del glicogen, que és una molècula molt ramificada formada per unitats de glucosa, té una semblança superficial amb la del component d’amilopectina del midó, tot i que els detalls estructurals del glicogen són significativament diferents. En condicions d’estrès o d’activitat muscular en els animals, el glicogen es descompon ràpidament en glucosa, que s’utilitza posteriorment com a font d’energia. D’aquesta manera, el glicogen actua com a reserva immediata de carbohidrats. A més, la quantitat de glicogen present en un moment determinat, especialment en el fetge, reflecteix directament l'estat nutricional d'un animal. Quan hi ha subministraments alimentaris adequats, tant les glicogen com les reserves de greix de l’organisme augmenten, però quan el subministrament d’aliments disminueix o quan la ingesta d’aliments cau per sota dels mínims d’energia, les reserves de glicogen s’esgoten bastant ràpidament, mentre que les de greix s’utilitzen a un taxa més lenta.
Paper en l'estructura vegetal i animal
Mentre que els midons i el glicogen representen els principals polisacàrids de reserva dels éssers vius, la major part dels hidrats de carboni que es troben a la natura es presenten com a components estructurals a les parets cel·lulars de les plantes. Els hidrats de carboni a les parets cel·lulars de la planta consisteixen generalment en diverses capes diferents, una de les quals conté una concentració més elevada de cel·lulosa que les altres. Les propietats físiques i químiques de la cel·lulosa són notablement diferents de les del component amilós del midó.
En la majoria de les plantes, la paret cel·lular té uns 0,5 micromètres de gruix i conté una barreja de cel·lulosa, polisacàrids que contenen pentosa (pentosans) i un material plàstic de tipus inert (químicament no reactiu) anomenat lignina. Les quantitats de cel·lulosa i pentosà poden variar; la majoria de plantes contenen entre el 40 i el 60 per cent de cel·lulosa, tot i que hi ha quantitats més elevades a la fibra de cotó.
Els polisacàrids també funcionen com a components estructurals importants en els animals. La quitina, que és similar a la cel·lulosa, es troba en insectes i altres artròpodes. Altres polisacàrids complexos predominen en els teixits estructurals d’animals superiors.
