В основу наших современных представлений о структуре и молекулярной организации крахмального зерна положены обширные исследования Боденхаузена и работы Олсберга, а также Майера и Бернфельда. Боденхаузен с сотр. показали, что крахмальные зерна состоят из ряда концентрических слоев, окружающих «глазок», центр слоистости крахмального зерна. В пшеничном крахмале, как и у большинства других видов крахмала, слои имеют похожий состав и свойства.
Эти слои показаны на многочисленных микрофотографиях пшеничного и других типов крахмала. Хотя предполагалось наличие Специальной мембраны, окружающей крахмальные зерна, каких-либо доказательств существования таких некрахмалистых мембран пока нет. Согласно представлениям Мейера и Бернфельда, линейные и разветвленные молекулы внутри крахмальных зерен перемешаны и радиально ориентированы. Структурная организация внутри слоев определяется в первую очередь разветвленными молекулами. Участки одной молекулы с помощью водородных связей соединены с соседними параллельными участками других молекул, образуя плотно упакованные кристаллические области, или мицеллы. Разветвления одной молекулы могут соединяться в ряд кристаллических областей, образуя сетку, помогающую противостоять дезинтеграции, дроблению крахмального зерна. Между кристаллическими областями молекулы крахмала имеются аморфные и менее плотно упакованные области. Кристаллические области более устойчивы к набуханию и к химическим воздействиям, чем аморфные. При клейстеризации крахмала они могут проявляться в виде мицелл или комочков. Недавние работы подтверждают представления, высказанные Майером и Бернфельдом. С помощью электронного микроскопа Уистлер и Тернер показали, что слои крахмального зерна разделяются на радиально ориентированные комочки, кроме которых видны похожие на нитки бус жгуты, по-видимому, мицеллы. Последние имеют от 180 до 250 А в диаметре и 2500 А и более в длину. Радиально ориентированные комки неодинаковы по размеру и имеют минимальную ширину 0,1, а длину 0,3. Никуни также наблюдал под электронным микроскопом мицеллы и микрозернистую структуру и установил, что микрозерна имеют в диаметре от 200 до 300 А и состоят из разветвленного крахмала, а диаметр мицелл равен 145 А. Линейные молекулы находятся в аморфном состоянии и заполняют пространство вокруг микрозерен. Используя экстракцию крахмала горячей водой после предварительной его обработки водным раствором некоторых органических растворителей, Монтгомери и Сенти смогли извлечь всю линейную фракцию из пшеничного (и других видов) крахмала без разрушения крахмального зерна и его кристаллической структуры. Авторы делают вывод, что небольшое количество линейной фракции может находиться в кристаллических областях.