Monosakarida merupakan molekul karbohidrat yang tidak dapat dipecah menjadi bentuk yang lebih sederhana lagi. Molekul ini merupakan molekul pembentuk oligosakarida dan polisakarida. Glukosa, fruktosa dan galaktosa merupakan beberapa jenis karbohidrat yang termasuk ke dalam kelompok monosakarida. Glukosa dan fruktosa biasa digunakan sebagai pemanis. Gula pereduksi (glukosa, fruktosa) yang bereaksi dengan gugus amino pada suhu tinggi/water activity rendah akan menimbulkan warna kecoklatan. Reaksi ini disebut reaksi maillard (berguna dalam pembuatan roti/bread). Pada proses pemanasan suhu tinggi dengan katalis asam atau basa, gula pereduksi akan mengalami karamelisasi. Beberapa turunan monosakarida adalah D-glucitol/sorbitol (pemberi kesan dingin pada candies), D-mannitol (non sticky coating pada candies) dan D-xylitol (pemberi kesan dingin). Reaksi pyrolitik yang terjadi pada maltol dan isomaltol akan menghasilkan warna dan aroma yang khas. Polyols adalah istilah untuk menyebutkan gula-gula alkohol. Polyols menimbulkan efek/sensasi dingin saat senyawa tersebut larut di dalam mulut. Semakin kecil ukuran partikel, maka akan semakin cepat larut dan efek dinginnya lebih terasa. Xylitol dan sorbitol memberikan cooling effect yang lebih baik jika dibandingkan dengan maltitol, manitol atau sukrosa. Polyols tidak menyebabkan pengikisan gigi. Bahkan, xylitol dilaporkan dapat menghambat pertumbuhan Streptococcus (bakteri yang sering dijumpai pada plak gigi). Selain itu, xylitol juga dapat membuat plak menjadi mudah dihilangkan, membantu menghambat demineralisasi pada lapisan enamel, dan menstimulasi keluarnya kelenjar saliva untuk menetralisir asam. Energi yang dihasilkan oleh polyols antara 2 - 4 kkal/g (rata-rata : 2,4 kkal/g). Polyols memiliki efek laksatif. Sorbitol dan maltitol mempunyai efek humektan yang sangat bagus. Kedua polyol ini sangat mudah menyerap air pada RH tinggi. Pada RH rendah, sorbitol dan maltitol akan melepaskan air ke udara dan membentuk keseimbangan kadar air yang baru.
Oligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida. Oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida, dst. Sebagian besar oligosakarida dihasilkan dari proses hidrolisa polisakarida dan hanya beberapa oligosakarida yang secara alami terdapat di alam. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dalam industri pangan adalah maltosa, laktosa dan sukrosa. Maltosa terdiri dari 2 molekul glukosa. Maltosa diperoleh dari hasil hidrolisa pati. Kegunan maltosa yang paling menonjol adalah sebagai bahan pemanis. Laktosa terdiri dari 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa. Secara alami, laktosa terdapat pada air susu. Laktosa yang terfermentasi akan berubah menjadi asam laktat. Laktosa dapat menstimulasi penyerapan kalsium. Lactose intolerance merupakan gangguan ketidakmampuan tubuh mencerna laktosa akibat kurang/tidak adanya enzim lactase. Sukrosa merupakan gabungan dari α-D-glukopyranosil/glukosa dan β-D-fruktofuranosil/fruktosa. Sukrosa biasa diperoleh di alam sebagai gula tebu dan gula bit (dalam ekstrak gula bit, sukrosa bercampur dengan rafinosa dan stakiosa).
Polisakarida merupakan polimer dari monosakarida yang tersusun dalam rantai bercabang atau lurus. Derajat polimerisasi polisakarida dinyatakan dalam DP (Degree of Polymerization), contoh : DP selulosa sebesar 7000 – 15000. Polisakarida juga biasa disebut sebagai glikan. Berdasarkan unit pembentuknya, glikan terbagi menjadi 2 kelompok : homoglikan (selulosa, pati, amilopektin) dan heteroglikan (algin, guar gum). Polisakarida yang sering digunakan dalam industri pangan adalah agar, alginate, carragenan, LBG, pectin, CMC, modified starch dan xanthan gum.
Agar merupakan hasil isolasi rumput laut (alga merah/Rhodopyceae), seperti : Gelidium spp., Pterocladia spp., Glaciralia spp., melalui proses ekstraksi dengan bantuan air panas. Agar tidak larut dalam air dingin, sedikit larut dalam ethanolamine dan larut dalam formamide. Agar biasa digunakan sebagai media dalam mikrobiologi dan bahan baku/tambahan dalam industri pangan. Beberapa sifat dan kegunaan agar adalah : tidak dapat dicerna, membentuk gel tahan panas serta dapat digunakan sebagai emulsifier dan stabilizer. Sejumlah 0.1 % agar biasa ditambahkan pada ice cream dan sherbets (frozen dessert dari jus buah, gula, air dan susu). Sejumlah 0.1 – 1 % agar biasa digunakan sebagai stabilizer pada yoghurt, keju, candy dan produk bakery.
Alginate diperoleh dari alga coklat (Phaeophyceae) melalui proses ekstraksi dalam kondisi alkali. Alginat berfungsi sebagai thickening, stabilizing dan gel forming agent. Sejumlah 0.25 – 0.5 % alginate dapat memperbaiki dan menstabilkan konsistensi isi dari produk yang dipanggang (cake, pie), salad dressing dan coklat, serta dapat mencegah pembentukan kristal berukuran besar pada ice cream selama penyimpanan. Alginat juga biasa digunakan dalam pembuatan pudding.
Carrageenans berasal dari spesies Chondur, Eucheuma, Gigartina, Gloiopeltis dan Iridaea yang diekstraksi menggunakan air panas sedikit alkali. Carrageenans biasa digunakan untuk menaikkan kekentalan dan menstabilkan emulsi. Sejumlah 0.03 % carrageenans ditambahkan pada coklat untuk mencegah pemisahan lemak dan menstabilkan suspensi partikel kakao. Carrageenans mencegah syneresis pada keju serta memperbaiki sifat adonan produk bakery. Carrageenans dengan garam K+ biasa digunakan dalam desserts dan daging kaleng. Pengendapan protein pada susu kental manis dapat dicegah dengan penambahan carrageenans. Carrageenans juga biasa ditambahkan untuk menstabilkan ice cream dan menjernihkan minuman.
Locust Bean Gum (LBG) digunakan sebagai thickener, binder dan stabilizer dalam pembuatan daging kaleng, salad dressing, sosis, keju lunak dan ice cream. LBG juga digunakan untuk memperbaiki water holding capacity terigu bergluten rendah.
Pektin biasa digunakan pada pembuatan marmalade dan jelly. Gel akan terbentuk pada kondisi pH 2.8 – 3.5 dan 58 – 75 % sukrosa serta pectin < 1 %. Pektin juga digunakan pada pembuatan minuman dan ice cream. Modified starch merupakan starch yang sifatnya telah dimodifikasi secara fisika atau kimia sehingga memiliki sifat tertentu yang menguntungkan.
Carboxymethyl Cellulose (CMC) merupakan hasil perlakuan antara cellulose bersifat alkali dengan chloroacetic acid. CMC berfungsi sebagai binder dan thickener yang digunakan untuk memperbaiki tekstur produk-produk seperti : jelly, pasta, keju, salad dressing dan ice cream. CMC dapat mempertahankan tekstur ice cream dan mencegah kristalisasi gula pada produk candy serta mencegah retrogradasi pati pada produk yang dipanggang.
Xanthan Gum merupakan polisakarida yang diperoleh dari Xanthomonas campestris dan beberapa mikroorganisme lain. Xanthan gum tahan pada pemanasan suhu tinggi serta bisa berfungsi sebagai thickener dan stabilizer.
Dekstran biasa digunakan sebagai thickener atau stabilizer pada confectionery, minuman, ice cream dan produk yang dipanggang.
Polyvinyl Pyrrolidone (PVP) merupakan kompleks tidak larut yang mengandung komponen phenol sehingga biasa digunakan sebagai penjernih