碳水化合物消化将膳食多糖和二糖分解成可被肠上皮吸收的单糖。该过程从口腔开始并在小肠中完成。

口腔中的消化

唾液α-淀粉酶启动口腔中的淀粉消化。这种糖苷内切酶可水解直链淀粉和支链淀粉中的内部 α-1,4-糖苷键，产生麦芽糖、麦芽三糖和极限糊精。唾液淀粉酶被胃酸灭活，因此其作用仅限于食物在口腔和上胃中的短暂时期。

小肠的消化

胰腺α-淀粉酶分泌到十二指肠并继续淀粉分解，产生相同的麦芽糖、麦芽三糖和有限糊精的混合物。碳水化合物消化的最后阶段发生在肠上皮细胞的刷状缘膜处，其中特定的二糖酶将二糖水解成单糖。

麦芽糖酶-葡糖淀粉酶将麦芽糖和麦芽三糖水解成葡萄糖。蔗糖酶-异麦芽糖酶是一种双功能酶，可将蔗糖水解为葡萄糖和果糖，还可裂解有限糊精中的 α-1,4 和 α-1,6 键。乳糖酶将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖。海藻糖酶水解海藻糖，一种存在于蘑菇和昆虫中的二糖。

单糖的吸收

葡萄糖和半乳糖通过 SGLT1 转运穿过肠上皮细胞的顶膜，SGLT1 是一种钠依赖性葡萄糖转运蛋白，可将糖输入与 Na+/K+-ATP 酶维持的钠梯度耦合起来。即使在管腔浓度较低时，这种二次主动转运也允许葡萄糖吸收。

果糖被 GLUT5 吸收，GLUT5 是一种不需要钠或能量的促进转运蛋白。一旦进入肠上皮细胞，所有单糖主要通过 GLUT2 穿过基底外侧膜进入门静脉循环。

碳水化合物消化的调节

碳水化合物消化和吸收的速度受到食物血糖生成指数的影响，该指数反映了碳水化合物升高血糖水平的速度。单糖和精制淀粉的血糖指数较高，而富含纤维的食物会减缓消化并产生较低的血糖反应。可溶性纤维形成粘性凝胶，延迟胃排空并减少葡萄糖吸收。一旦被吸收，葡萄糖就会进入代谢途径以产生或储存能量。

乳糖不耐受

乳糖不耐受是由于乳糖酶缺乏引起的，导致乳糖吸收不良。未吸收的乳糖到达结肠，在那里被细菌发酵，产生气体、腹胀和腹泻。原发性乳糖酶缺乏症是最常见的类型，在世界上大多数人口断奶后发生，其患病率因种族而异。先天性乳糖酶缺乏症很少见，存在于新生儿中。继发性乳糖酶缺乏症可能发生在肠道感染或炎症之后。