Химический состав зерна зависит от культуры и сорта, почвенно-климатических условий, методов агротехники, условий хранения и других факторов. В среднем зерно состоит из 14% воды и 86% сухих веществ.
Вода. В зерне по сравнению с картофелем значительно меньше влаги, что придает ему прочную структуру. Влага зерна зависит не только от его гигроскопичных свойств, но и от зрелости и других условий.
Различают четыре состояния товарного зерна: сухое, средней сухости, влажное и сырое. Например, для пшеницы и ячменя эти состояния характеризуются следующими показателями влаги (%): сухое до 14, средней сухости от 14 до 15,5, влажное от 15,5 до 17 и сырое более 17. В дефектном и намоченном зерне влага может достигать 30% и выше. Влага, которая отвечает сухому состоянию, является коллоидно-связанной, жизненные процессы в зерне сведены к минимуму, при средней сухости появляется небольшое количество свободной влаги и зерно может пробуждаться к жизни. Общая влага соответствует этому состоянию зерна, называется критической.
Сухие вещества. В зерне в среднем 84% органических и 2% минеральных веществ, в том числе (%): крахмала 52, сахаре 3, клетчатки 6, пантозанов и пектиновых веществ 9, азотистых веществ 11, жира 3.
Крахмал содержится (%): у здоровых зрелых зернах пшеницы — 48 … 57; ячменя — 46 … 53; овес — 34 … 40; проса — 42 … 60; кукурузы крахмалистой — 61 … 70, зубовидным 58 … 64, кремнистой — 54 … 71. В дефектном зерне количество крахмала снижается.
Сахара в здоровом зерне чаще от 0,6 до 7,0%. Он состоит в основном из сахарозы и небольшого количества трех-и тетрасахарид. В недозрелом и пророщенных зерне сахара больше, он состоит главным образом из редуцируя сахаров (инвертированного сахара, мальтозы).
Целлюлоза в зерне, свободном от цветочных пленок, относительно немного — 1,5 … 2,5%. В зерне с неразделенными пленками повышается и составляет (%): в овес 10 просе 8, ячмене 4 … 5, горохе 7,7.
Пентозаны — доминантная составляющая часть резины (слизи). В зерне содержится гемицеллюлозы, состоящий из гексанов (маннан, галактан, глюкозан) и пентозанов (крылан, арабан). Общее количество пентозанов в зерне 7 … 15%. Для кукурузы характерно наличие декстринов (1 … 6%). Пектиновых веществ в зерне относительно немного.
Азотистые вещества в здоровом зрелом зерне состоят главным образом из белков, которые могут содержаться от 7 до 25%. Свободные аминокислоты, амиды и пептиды присутствуют в очень небольших количествах. В зерне найдены альбумины — белки, растворимые в воде; глобулины — белки, растворимые в слабых (3 … 10%-ных), а некоторые из них — в слабых (0,2%-ных) растворах кислот проламинов — белки, растворимые в 60 … 80%-ных растворах спиртов; глютелины — белки, растворимые в слабых (0,2%-ных) растворах щелочей.
Жиры — триглицериды жирных кислот — содержащиеся в зерне в относительно небольшом количестве — от 1,8 до 2,5%. В кукурузе жиров 5 … 7% Есть в овес 5 … 6%, и в просе 3,5 … 5%. В эфирные экстракты из зерна кроме жиров переходят липоиды — фосфатиды, стеролы, воски, пигменты и другие вещества. Типичными и наиболее распространенными представителями фосфатидов в злаках являются лецитин — три глицерид, содержащий фосфорную кислоту и азотистое основание холин. Содержание лецитинов небольшой (0,3 … 0,7% к массе зерна). С стеролов в зерне присутствуют высокомолекулярные одноатомные спирты — фитостеролы (0,03 .. 0,07%), они близки к витамин группы D (кальциферола). С пигментов в зерне найдены каротин, антоцианы, флавоны.
Витамины зерна представлены жирорастворимыми витаминами — токоферолами и водорастворимыми (мг на 100 г): тиамин 0,3 … 0,8, рибофлавин 0,07 … 0,30, никотиновая кислота 1,3 … 7,2, а также пиридоксин, биотин, пантатеновую кислота. Аскорбиновой кислоты в зерне в состоянии покоя нет, но она появляется при его прорастании.
Минеральные вещества (зола) и кислоты составляют 1,5 … 3,0% от массы зерна. Они находятся главным образом в периферических частях зерна и зародыше. Относительно много золы в ячмене, овес и просе. Доминирующая часть золы состоит из фосфата калия. Около 85% фосфора от общего его содержания находится в органических соединениях — нуклеопротеидов, фосфатидов.
Кислоты зерна представлены фосфорной, щавелевой, яблочной и молочной. Общая кислотность зерна 1,5 … 2,5 мл 1н. раствора гидроксида натрия на 100 г зерна. Активная кислотность водной вытяжки соответствует рН 5,5 … 6,5. При самонагревании, плесени и прорастании кислотность зерна повышается.