Крахмальные зерна имеют хорошо организованную форму и структуру. В центральной части зерен имеет ядро (зародыш, точка роста), вокруг которого находятся ряды концентрических слоев «колец роста» толщиной около 0,1 мкм.
Молекулярные спирали полисахаридов в "кольцах роста" уложены в складки с близкой к кристаллической упорядоченностью. Следует отметить радиальную ориентацию молекул и наличие водородных связей между ними. Упорядоченность отдельных зон зерна, близкая к кристаллической, и аморфный характер других подтверждается при рассматривании зерен в поляризационный микроскоп. Оптическая анизотропия зон определяет наличие в поле зрения так называемого «мальтийского креста».
Анизотропия – неодинаковость всех или некоторых свойств вещества по различным направлениям. Обладает двойным лучепреломлением – распадением пучка света на два слагающих, распространяющихся с разными скоростями и поляризованных в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях.
В кристаллических участках крахмальные полисахариды расположены более упорядоченно и прочно связаны между собой, а в аморфных – укладка менее упорядочена и полисахариды упакованы менее плотно. В настоящее время считают, что кристалличность крахмального зерна образована в основном упорядоченным расположением боковых ответвлений амилопектина, т.е. он стабилизирует в основном кристалличность структуры. Ориентация отдельных крахмальных полисахаридов в крахмальном зерне, связь их между собой осуществляется при помощи водородных связей. Последние образуются как при непосредственном взаимодействии гидроксилов полисахаридов между собой, так и при взаимодействии гидроксилов полисахаридов через молекулу воды. Таким образом, вода участвует в создании кристаллической решетки крахмального зерна.
В целом молекулы полисахаридов в зерне расположены складчато-радиально, т.е. сами цепи полисахаридов находятся в складчатой форме. При этом амилоза концентрируется ближе к центральной части зерна. Схема строения крахмального зерна показана ниже:
В наружном слое крахмального зерна полисахарида образуют подобие прочной оболочки, не обладающей свойствами полупроницаемости, но обладающей свойством к расширению или растягиванию.
Все крахмальное зерно пронизано микропорами. На этом основано использование крахмала в качестве адсорбента.
