De koolhydraatvertering begint in de mondholte en gaat verder in de darm, waar de verschillende voedingsstoffen worden opgenomen. Het doel van dit proces is de hydrolyse van disacchariden, oligosacchariden en polysacchariden in de afzonderlijke monosacchariden waaruit ze bestaan, om ze opneembaar te maken door het darmslijmvlies. Zoals vermeld, vereisen de suikers die met het dieet worden ingebracht, zoals glucose en fructose, geen spijsvertering en worden als zodanig geabsorbeerd. Glucose wordt in het bijzonder geabsorbeerd door actief transport, terwijl fructose door het darmslijmvlies passeert door gefaciliteerde diffusie; het gevolg is dat levulose langzamer wordt geabsorbeerd en dit draagt bij aan het verlagen van de glycemische index.
Zetmeel is het overheersende deel van complexe koolhydraten genomen in een uitgebalanceerd dieet; het bestaat uit veel glucose-eenheden die op lineaire wijze (amylose) en vertakt (amylopectine) met elkaar zijn verbonden en wordt voornamelijk geïntroduceerd via aardappelen, peulvruchten, granen en afgeleide producten, zoals pasta en brood. De spijsvertering begint in de mond, waar het wordt aangevallen door speeksel-α-amylases, die maltose en isomaltose afgeven (disacchariden gevormd door de associatie van twee glucose-eenheden, verenigd door α-1, 4 en α-1, 6-bindingen), maltotriose (deze keer zijn er drie glucosemoleculen) en dextrines (7-9 glucose-eenheden, met de aanwezigheid van een vertakking). Op het niveau van de mond is de vertering van koolhydraten sowieso beperkt, gezien de beperkte tijd dat het voedsel in de mondholte achterblijft.
De activiteit van speeksel-α-amylases stopt in de maag als gevolg van de zuurgraad die de maagomgeving kenmerkt. De vertering van koolhydraten wordt hervat en wordt voltooid in de dunne darm, dankzij de gecombineerde werking van alvleesklier- en darmsappen. In de eerstgenoemde is een a-amylase-enzym analoog aan het speekselenzym aanwezig, dat als zodanig het zetmeel omzet in maltose en dextrines. Deze kunnen niet worden gehydrolyseerd door amylasen van de pancreas en ondergaan de werking van specifieke ontbrekende enzymen (α-1, 6 glycosidasen, α-dextrinase of isomaltasen) die aanwezig zijn in epitheelcellen van de dunne darm. Op dit niveau vinden we aanvullende enzymen die betrokken zijn bij de vertering van disachariden; het sucrase leidt bijvoorbeeld tot de vorming van glucose en fructose uitgaande van een sucrosemolecuul en verschaft de hydrolyse van maltose en maltotriose in synergie met het enzym maltase; tenslotte, lactase verteert melksuiker door het af te breken tot glucose en galactose (de tekortkoming van dit enzym, heel gebruikelijk in volwassenheid, in het bijzonder in kleurpopulaties, is verantwoordelijk voor lactose-intolerantie).
Zodra de vertering van koolhydraten in de afzonderlijke monosacchariden waaruit ze bestaan compleet is, zijn de suikers klaar om te worden opgenomen. Zoals verwacht, kan deze absorptie plaatsvinden door gefaciliteerde diffusie (fructose) of door actief transport (glucose, galactose).
Niet alle koolhydraten die met het dieet worden geïntroduceerd, zijn verteerbaar en zelfs het zetmeel zelf, vooral als het rauw is, kan moeilijk verteerbaar zijn. Sommige groenten, zoals peulvruchten, bevatten bijvoorbeeld onverteerbare oligosacchariden (raffinose, verbascose en stachiosio). Hetzelfde geldt voor voedingsvezels, waaronder cellulose. De vertering van deze koolhydraten is in plaats daarvan mogelijk voor andere dieren, zoals herkauwers, en voor de bacteriën in onze dikke darm. Deze micro-organismen fermenteren de voedingsvezel producerende vetzuren met een laxerend effect, trofisch voor het slijmvlies van de dikke darm en kostbaar voor de algemene gezondheid van het hele organisme.
