ข้าวที่ปลูกเป็นอาหารของมนุษย์มี 2 ชนิด ได้แก่ ข้าวที่ปลูกในทวีปเอเชียมีชื่อวิทยาศาสตร์ คือ Oryza sativa ได้รับความนิยมปลูกกันอย่างแพร่หลาย และข้าวที่ปลูกในทวีปแอฟริกา มีชื่อวิทยาศาสตร์ คือ Oryza glaberrima ข้าวในเอเชียแบ่งออกเป็น 3 พันธุ์ คือ พันธุ์อินดิกา (Indica) ปลูกในประเทศไทย ฟิลิปปินส์ และอินเดีย และมีลักษณะเมล็ดขาวยาวเรียว ซึ่งพันธุ์จาปอนิกา (Japonica) ปลูกในประเทศญี่ปุ่น จีน และเกาหลี จะมีลักษณะเมล็ดขาวค่อนข้างกลมป้อม และพันธุ์จาวานิกา (Javanica) ปลูกในประเทศอินโดนีเซีย และพม่าจะมีเมล็ดข้าวก้ำกึ่งระหว่างพันธุ์อินดิกา และพันธ์จาปอนิกา ซึ่งจากสถิติของการใช้ประโยชน์จากข้าวทั่วโลก พบว่า ข้าวเป็นอาหารของมนุษย์ ร้อยละ 88 ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ร้อยละ 7 เป็นเมล็ดพันธุ์ ร้อยละ 3.2 และใช้เป็นอาหารสัตว์ ร้อยละ 1.8

คุณภาพทางเคมีของข้าว

ข้าวมีคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบหลัก คาร์โบไฮเดรตในข้าวสาร ประกอบด้วย สตาร์ชประมาณร้อยละ 90 โดยน้ำหนักแห้ง ซึ่งมีส่วนประกอบสำคัญ คือ อะไมโลส และอะไมโลเพกติน ข้าวสารเจ้ามีอะไมโลสเป็นองค์ประกอบประมาณร้อยละ 7 – 33 โดยน้ำหนักแห้ง หรือร้อยละ 8 – 37 ของปริมาณสตาร์ชส่วนประกอบที่เหลือ คือ อะไมโลเพกติน ร้อยละ 3 – 67 ซึ่งเป็นส่วนที่มีมากที่สุดในสตาร์ชทั่วไป โดยเฉพาะข้าวเหนียวจะพบอะไมโลเพกตินเป็นส่วนใหญ่ อาจพบอะไมโลสได้บ้างเพียงร้อยละ 0.8 – 1.3 เท่านั้น สัดส่วนของอะไมโลสและอะไมโลเพกตินในข้าวมีผลต่อคุณภาพของข้าวสุกโดยตรงข้าวสารที่มีอะไมโลสมาก เมื่อหุงสุกจะได้ลักษณะร่วนแข็ง ส่วนข้าวที่มีอะไมโลสต่ำจะให้ข้าวสุกที่นุ่มเหนียว

คุณลักษณะของสตาร์ช

อะไมโลส (Amylose) เป็นพอลิเมอร์สายตรงของน้ำตาลกลูโคสเชื่อมต่อกันด้วยพันธะแอลฟา 1, 4 กลูโคชิดิก โดยมีจำนวนหน่วยของกลูโคสประมาณ 1,500 หน่วยมีน้ำหนักโมเลกุล ประมาณ 250,000 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดและอายุของธัญชาติด้วยโมเลกุลของอะไมโลสมีรูปเกลียว (Helical form) สามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนกับกรดอินทรีย์ แอลกอฮอล์ และไขมันได้ หรือถ้าจับกับไอโอดีนก็จะให้สีน้ำเงิน ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะตัวสามารถนำมาใช้ในการทดสอบคุณสมบัติของแป้งได้

อะไมโลเพกติน (Amylopectin) เป็นพอลิเมอร์ของน้ำตาลกลูโคส ซึ่งเหมือนกับอะไมโลส แต่ก็มีการเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ 2 แบบ คือ แอลฟา 1, 4 กลูโคซิดิก และกิ่งก้านด้วยพันธะ แอลฟา 1, 6 กลูโคซิดิก โดยจะมีปริมาณ พันธะเป็นกิ่งก้านที่อยู่ในปริมาณ ร้อยละ 4 – 5 ของพันธะทั้งหมด และจำนวนหน่วยของกลูโคสในช่วงของกิ่งก้านที่ประมาณ 22 – 28 หน่วย และจำนวนกลูโคสทั้งหมดโมเลกุลประมาณ 1 ล้านหน่วยแล้วมีน้ำหนัก โมเลกุลมากกว่า 108

ในข้าวนอกจากมีสตาร์ชเป็นส่วนประกอบหลักแล้ว ยังมีน้ำตาลเป็นองค์ประกอบอยู่บ้างเล็กน้อย ในข้าวกล้องมีปริมาณน้ำตาลทั้งหมดประมาณร้อยละ 0.83 – 1.36 ซึ่งมีน้ำตาลรีดิวซ์ ร้อยละ 0.09 – 0.13 ส่วนในข้าวขาวมีน้ำตาลทั้งหมดร้อยละ 0.37 – 0.53 ซึ่งประกอบด้วยน้ำตาลรีดิวซ์ร้อยละ 0.05 – 0.08 ส่วนของเส้นใยที่พบส่วนใหญ่เป็นเซลลูโลส ซึ่งพบมากในรำ ร้อยละ 62 ในคัพภะ ร้อยละ 4 ในรำละเอียด ร้อยละ 7 และในข้าวสาร ร้อยละ 42 สำหรับโปรตีนที่พบในข้าวส่วนใหญ่จะอยู่ที่ผิวนอกของเนื้อเมล็ด และปริมาณจะลดลงเมื่อเข้าใกล้จุดกึ่งกลางเมล็ดโปรตีนที่แทรกอยู่ระหว่างเม็ดสตาร์ชมีรูปร่างกลม มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 1.5 – 4 ไมครอน ชนิดของกรดอะมิโนที่พบมากในข้าว ได้แก่ ไลซีน แอลบูมิน โกลบูลิน กลูเตลิน โปรลามิน แร่ธาตุที่พบข้าวสาร ได้แก่ ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม ซิลิคอน แมกนีเซียม แคลเซียม โซเดียม และเหล็ก ส่วนวิตามินพบในข้าวกล้องมากกว่าในข้าวสาร โดยเฉพาะในส่วนของคัพภะ และชันอลูโรน วิตามินที่สำคัญในข้าว ได้แก่ ไทอะมิน ไรโบฟลาวิน และไนอะซีน ในการขัดสีข้าวจะทำให้สูญเสียวิตามินไปประมาณร้อยละ 50 คุณค่าทางโภชนาการของข้าวและประโยชน์