Os hidratos de carbono são a principal fonte de energia das plantas, eles participam de muitos processos biológicos, como a comunicação celular, nas infecções bacterianas e virais e na imunidade. Para este papel funcional, um papel estrutural é adicionado à medida que faz parte das paredes celulares das bactérias e plantas.

Quimicamente, são definidos como poli-hidroxi-aldeídos ou poli-hidroxi-cetonas e há três classes principais de acordo com o seu tamanho: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos. A modo de curiosidade, a palavra “sacarídeo” vem do grego sakcharon, que significa “açúcar”.

Os monossacarídeos são os açúcares mais simples e consistem em uma única unidade do poli-hidroxi-aldeído ou cetona. O monossacarídeo mais abundante na natureza é a D-glicose de seis átomos de carbono.

Os oligossacarídeos consistem em cadeias curtas de unidades de monossacarídeos ligadas por ligações glicosídicas. Os mais abundantes e simples são os dissacarídeos, formados pela união de dois monossacarídeos, e o dissacarídeo mais conhecido é a sacarose, formada por D-glicose e D-frutose. A maioria dos oligossacarídeos com três ou mais unidades de monossacarídeo não estão livres na célula, mas estão ligados a outro tipo de moléculas (lipídios ou proteínas) formando glicoconjugados (glicolipídios ou glicoproteínas).

Por sua vez, os polissacarídeos são polímeros que contêm mais de 20 unidades de monossacarídeos, que podem chegar a centenas ou milhares de unidades de monossacarídeos. Os polissacarídeos podem ser cadeias lineares, como a celulose (a biomolécula mais abundante na Terra), ou ramificadas, como o glicogênio (o principal açúcar de reserva dos animais). Tanto o glicogênio como a celulose consistem em unidades repetitivas de D-glicose, mas diferem no tipo de ligação glicosídica e, portanto, possuem propriedades e funções biológicas muito diferentes. Os polissacarídeos dos microrganismos, das algas, plantas e animais, são todos física e/ou quimicamente relacionados com outras moléculas, como as proteínas, polinucleotídeos, lipídios, lignina e algumas substâncias minerais inorgánicas.

Os polissacarídeos podem ser classificados com base na sua composição química em dois grupos: homopolissacarídeos, constituídos pela repetição de unidades de um único tipo de monossacarídeo (por exemplo, celulose ou glicogênio) e heteropolissacarídeos, que consistem na repetição de unidades de mais de um tipo de monossacarídeo (por exemplo, as pectinas ou hemiceluloses).

Se nos concentrarmos na fisiologia das plantas, os açúcares, e principalmente a sacarose, são o principal componente do fluido do floema, já que normalmente representam entre 80 e 90% da matéria seca total.

Nas plantas, os hidratos de carbono podem vir diretamente da fotossíntese ou da mobilização das reservas acumuladas. Portanto, nas plantas, existem órgãos fonte (produtores dos hidratos de carbono) e órgãos sumidouros (consumidores ou acumuladores de hidratos de carbono). Nos órgãos de reserva, os hidratos de carbono podem ser armazenados da mesma forma que são transportados, como a sacarose (exemplos: beterraba, cana-de-açúcar e frutos), ou podem se acumular na forma de glicose (como é o caso das uvas), ou como amido (nas sementes e nos tubérculos, como a batata).

Existe um grande número de hidratos de carbono de interesse agroindustrial e até farmacológico quando atuam como imunoestimulantes, antivirais, antioxidantes, antitumorais, radioprotetores, hepatoprotetores ou antifadiga. Alguns deles são:

• As fibras vegetais, que incluem a celulose, que como mencionado acima, é a biomolécula mais abundante e constitui a maioria da biomassa terrestre, e a hemicelulose, que atuam como estimulantes da motilidade gastrointestinal.
• As pectinas: presentes na parede celular primária das plantas, atuam como moduladores do sistema imune intestinal, efeito redutor do colesterol, e diminuem a velocidade de absorção intestinal de outros açúcares.
• β-glucanas: presentes em grãos de cereais, atuam como redutores dos níveis de colesterol, hipotensores e controlam os níveis de glicose no sangue.
• Amido: açúcar principal de armazenamento das sementes e dos tubérculos. Nutritivo, é amplamente utilizado na indústria alimentar como um espessante.
• Gomas: obtidas a partir dos exsudados ou das sementes de legumes. São utilizadas na formulação dos alimentos, têm um efeito saciante, e diminuem a velocidade de esvaziamento do estômago.
• Inulina: prebiótico obtido de fontes vegetais.