Karbonhidrat, karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) atomlarından oluşan, genellikle hidrojen-oksijen atomu oranı (suda) 2:1 olan bir biyomoleküldür ve dolayısıyla ampirik (deneysel) formülü Cm(H2O)n şeklindedir. m, n'den farklı da olabilir olmaya da bilir. Ancak, tüm karbonhidratlar bu kesin stokiyometrik tanıma uymaz (örneğin üronik asitler, fukoz gibi deoksi şekerler) ve bu tanıma uyan tüm kimyasallar otomatik olarak karbonhidratlar (örneğin formaldehit ve asetik asit) olarak sınıflandırılmaz.
Basit bir şeker (monosakkarit) olan glukoz yaşam için en önemli karbonhidratlardan biridir. Hücreler onu bir enerji kaynağı ve metabolik reaksiyonlarda bir ara ürün olarak kullanırlar. Glukoz fotosentezin ana ürünlerinden biridir ve hücresel solunum onunla başlar.
Aldehitler, yapılarında karbonil grubuna bağlı bir hidrojenin olduğu organik bileşiklerdir. Düşük karbonlu aldehitler polar moleküller olup düşük ve yoğun fazlarda hidrojen bağı içermezler. Aynı karbon sayılı ketonlara göre kaynama noktası aldehitlerde daha yüksektir.
Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.
Fruktoz, birçok besin maddesinde bulunan altı karbonlu bir monosakkarittir. Beyaz katı bir görünüme sahip olan fruktoz, suda çok kolay çözünür. Bal, ağaç meyveleri, kavun ve karpuzun da dahil olduğu familyadaki meyveler, dutsu meyveler (berry) ve bazı kök sebzeleri, kayda değer miktarlarda fruktoz içeren sükroz içerir. Sükroz, glukoz ve fruktozun bir araya gelmesiyle meydana gelen bir disakkarittir. Dünya çapında her yıl doğal olarak 240.000 ton fruktozun ototrof canlılar aracılığıyla üretildiği tahmin edilmektedir.
Kobalt kimyasal bir element'tir. Sembol'ü Co ve atom numarası 27'dir. Nikel gibi kobalt da, doğal meteorik demir alaşımlarında bulunan küçük birikintiler dışında, yer kabuğunda yalnızca kimyasal olarak birleşik formda bulunur. İndirgeyici eritme yoluyla üretilen serbest element sert, parlak, gümüş rengi bir metal'dir.
Maltoz (malt şekeri veya di-glikoz olarak da bilinir), C12H22O11 moleküler formüllü bir disakkarittir. Sistematik ismi α-D-Glukopiranozil-(1→4)-α-D-Glukopiranoz'dur. Maltoz suda iyi çözülür ve tatlı bir tadı vardır. Eğer Maltozu Sakkarozla karşılaştıracak olursak %10 D-Maltozun tatlılık derecesi %41'lik Sakkarozunkine denk gelmektedir. Suda çözülmüş Maltozun kristalleştirilmesiyle monohidratlar oluşmaktadır. Aynı zamanda maltoz çimlenmiş arpada ve patatesin tohumlarında da görülmektedir.
Sakkaroz veya diğer adlarıyla sükroz veya çay şekeri, C12H22O11 formülüyle gösterilen ve bir glukoz ve bir fruktoz molekülünün bir araya gelmesiyle meydana gelen disakkarittir. Sakkarozun sistematik adı β-D-fruktofuranozil-(2→1)-α-D-glukopiranosit şeklindedir. İnsan beslenmesinde çok önemli bir yere sahip olan sükroz, sadece bitkiler tarafından üretilir. Sakkarozun dünyadaki toplam yıllık üretim miktarı 150 milyon tonun üzerindedir.
Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:
- Oksidasyon, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
- Redüksiyon, bir atomun elektron almasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
İndirgeyici şeker bazik çözeltide aldehit veya keton oluşturan bir şeker tipidir. Bu tür şekerler örneğin Maillard reaksiyonu veya Benedict reaksiyonunda indirgeyici olarak davranırlar. İndirgeyici şekerlerin içine fruktoz, glukoz, laktoz, arabinoz ve maltoz dâhildir. Keton grubu olan monosakkaritler ketoz, aldehit grubu buluduranlar da aldoz olarak adlandırılırlar. Sükroz indirgeyici bir şeker değildir.
Aldoz, molekül başına aldehit grubu bulunduran ve Cn(H2O)n formülüyle gösterilen bir tür monosakkarittir.
Fehling çözeltisi suda çözünen karbonhidrat ve keton fonksiyonel grupları arasında ayrım yapmak için kullanılan bir ayıraçtır. Aynı zamanda indirgeyici ve indirgeyici olmayan şekerleri ayırt etmek için kullanılan Tollens ayıraçına tamamlayıcı olarak da kullanılır. Test, 1849 yılında Alman kimyager Hermann von Fehling tarafından geliştirildi.
Bir hemiasetal veya hemiketal R1-R2-C(OH)-OR genel formülüne sahiptir; R1 ya da R2, hidrojen veya bir organik radikal olabilmektedir. Genellikle bir aldehit veya ketona alkol eklenmesinden üretilebilir, ancak ikincisi bazen hemiketaller olarak adlandırılır. Çoğu şeker hemiasetaldir.
Oligosakkarit, az sayıda monosakkarit içeren bir karbonhidrat polimeridir. Oligosakkaritler, hücre tanıma ve hücre bağlanması dahil olmak üzere birçok fonksiyona sahiptir. Örneğin, glikolipidler bağışıklık tepkisinde önemli bir role sahiptir.
Tetrasakkaritler, hidroliz ile farklı monosakkaritlerden dört molekül alınıp dehidrasyon tepkimeleri ile birleştirilmesi ile oluşan bir karbonhidrat çeşididir. Tetrasakkaritler, üç eşdeğer su ile dört monosakkarit biriminden (basit şekerler) oluşur. Tetrasakkaritte, monosakkarit birimleri, üç glikosidik bağ yoluyla birbirine kovalent olarak bağlanır. Oligosakkaritler grubuna aittirler. Bir tetrasakkaritin genel formülü C24H42O21 şeklindedir.
Taloz, bir aldoheksoz şekeridir. Suda çözünen ve metanolde az çözünen ve doğada bulunmayan bir monosakkarittir.
Heptoz, yedi karbon atomlu bir monosakkarittir.
Fukuloz veya 6-deoksi-tagatoz, bir ketoheksoz deoksi şekerdir. Fukuloz, şeker metabolizması sürecinde yer alır. l -fukuloz, l-fukoz izomeraz ile l -fukozdan üretilebilir ve l - fuküloz kinaz ile L -fuküloz-1-fosfata dönüştürülebilir.
Seliwanoff testi, aldoz ve ketoz şekerlerini birbirinden ayıran kimyasal bir testtir. Şeker bir keton grubu içeriyorsa, bu bir ketozdur. Bir şeker bir aldehit grubu içeriyorsa, bu bir aldozdur. Bu test, ısıtıldığında ketozların aldozlardan daha hızlı dehidrate olması prensibine dayanır. Testi tasarlayan kimyager Theodor Seliwanoff'un adını almıştır. Ketoz içeren bir çözeltiye eklendiğinde, hızlı bir şekilde pozitif bir test olduğunu gösteren kırmızı bir renk oluşur.
Lobry de Bruyn-Alberda van Ekenstein dönüşümü, Karbonhidrat kimyasında olarak da bilinen Lobry de Bruyn-Van Ekenstein dönüşümü, reaksiyon ara maddesi olarak tautomerik bir enediol ile bir aldozun ketoz izomerine veya tam tersine baz veya asit katalizli dönüşümüdür.