Общите калорични или енергийни нужди за индивида зависят от възрастта, професията и други фактори, но обикновено варират между 2000 и 4000 калории за 24-часов период (една калория, тъй като този термин се използва в храненето, е количеството топлина необходимо за повишаване на температурата на 1000 грама вода от 15 на 16 ° C [59 на 61 ° F]; в други контексти това количество топлина се нарича килокалория). Въглехидратите, които могат да се използват от хората, произвеждат четири калории на грам, за разлика от девет калории на грам мазнини и четири на грам протеин. В райони по света, където храненето е незначително, голяма част (приблизително един до два килограма) от дневните нужди на индивида може да се доставя от въглехидрати, като по-голямата част от останалата част идва от различни източници на мазнини.

човешкото

Въпреки че въглехидратите могат да съставляват до 80 процента от общия калориен прием в човешката диета, за дадена диета делът на нишестето към общия въглехидрат е доста променлив, в зависимост от преобладаващите обичаи. Например в Източна Азия и в райони на Африка, където оризът или грудките като маниока са основен източник на храна, нишестето може да представлява до 80 процента от общия прием на въглехидрати. При типична западна диета 33 до 50 процента от калоричния прием е под формата на въглехидрати. Приблизително половината (т.е. 17 до 25 процента) е представена от нишесте; друга трета по захар на маса (захароза) и млечна захар (лактоза); и по-малки проценти от монозахариди като глюкоза и фруктоза, които са често срещани в плодовете, меда, сиропите и някои зеленчуци като артишок, лук и захарно цвекло. Малкият остатък се състои от насипен или несмилаем въглехидрат, който включва предимно целулозната външна обвивка на семената и дръжките и листата на зеленчуците. (Вижте също храненето.)

Роля в съхранението на енергия

Нишестетата, основните полизахариди с растителен енергиен запас, използвани от хората, се съхраняват в растенията под формата на почти сферични гранули, които варират в диаметър от около три до 100 микрометра (около 0,0001 до 0,004 инча). Повечето растителни нишестета се състоят от смес от два компонента: амилоза и амилопектин. Молекулите на глюкозата, съставляващи амилоза, имат правоверижна или линейна структура. Амилопектинът има структура с разклонена верига и е малко по-компактна молекула. Няколко хиляди глюкозни единици могат да присъстват в една молекула нишесте. (В диаграмата всеки малък кръг представлява една молекула глюкоза.)

В допълнение към гранулите, много растения имат голям брой специализирани клетки, наречени паренхиматозни клетки, чиято основна функция е съхраняването на нишесте; примери за растения с тези клетки включват кореноплодни зеленчуци и грудки. Съдържанието на нишесте в растенията варира значително; най-високи концентрации се откриват в семената и в зърнените култури, които съдържат до 80 процента от общия си въглехидрат като нишесте. Амилозните и амилопектиновите компоненти на нишестето се срещат в различни пропорции; повечето растителни видове съхраняват приблизително 25 процента от своето нишесте като амилоза и 75 процента като амилопектин. Този дял обаче може да бъде променен чрез техники за селективно размножаване и са разработени някои сортове царевица, които произвеждат до 70% от своето нишесте като амилоза, която се усвоява по-лесно от хората, отколкото амилопектин.

В допълнение към нишестето, някои растения (например, топинамбура и листата на някои треви, особено ръжта трева) образуват полизахариди за съхранение, съставени от фруктозни единици, а не от глюкоза. Въпреки че фруктозните полизахариди могат да бъдат разградени и използвани за приготвяне на сиропи, те не могат да бъдат усвоени от висшите животни.

Нишестета не се образуват от животни; вместо това те образуват тясно свързан полизахарид, гликоген. Почти всички гръбначни и безгръбначни животински клетки, както и тези на многобройни гъби и протозои, съдържат малко гликоген; особено високи концентрации на това вещество се откриват в черния дроб и мускулните клетки на висшите животни. Цялостната структура на гликогена, който е силно разклонена молекула, състояща се от глюкозни единици, има повърхностно сходство с тази на амилопектиновия компонент на нишестето, въпреки че структурните детайли на гликогена са значително различни. В условия на стрес или мускулна активност при животните гликогенът бързо се разгражда до глюкоза, която впоследствие се използва като енергиен източник. По този начин гликогенът действа като непосредствен въглехидратен резерв. Освен това количеството гликоген, налично по всяко време, особено в черния дроб, пряко отразява хранителното състояние на животното. Когато са налични адекватни хранителни запаси, както резервите от гликоген, така и от мазнини в тялото се увеличават, но когато запасите от храна намаляват или когато приемът на храна падне под минималните енергийни изисквания, гликогеновите резерви се изчерпват доста бързо, докато тези от мазнини се използват в по-бавна скорост.

Роля в структурата на растенията и животните

Докато нишестето и гликогенът представляват основните резервни полизахариди на живите същества, по-голямата част от въглехидратите, открити в природата, се срещат като структурни компоненти в клетъчните стени на растенията. Въглехидратите в растителните клетъчни стени обикновено се състоят от няколко отделни слоя, единият от които съдържа по-висока концентрация на целулоза от останалите. Физическите и химичните свойства на целулозата са поразително различни от тези на амилозния компонент на нишестето.

В повечето растения клетъчната стена е с дебелина около 0,5 микрометра и съдържа смес от целулоза, съдържащи пентоза полизахариди (пентозани) и инертен (химически нереактивен) пластмасов материал, наречен лигнин. Количествата целулоза и пентозан могат да варират; повечето растения съдържат между 40 и 60 процента целулоза, въпреки че в памучните влакна има по-големи количества.

Полизахаридите функционират и като основни структурни компоненти при животните. Хитинът, който е подобен на целулозата, се намира в насекомите и други членестоноги. Други сложни полизахариди преобладават в структурните тъкани на висшите животни.