La cantidad de proteína difiere notablemente en los distintos cereales e inclusive dentro del mismo cereal de unas cosechas a otras. Esto es debido a la fuerte interacción entre el genotipo y las condiciones ambientales que prevalecen durante el desarrollo y la maduración del grano. Los compuestos proteicos del grano se localizan en todos sus tejidos, pero el germen  y la capa de aleurona concentran la mayor cantidad de compuestos nitrogenados.

Las proteínas se clasifican  de acuerdo con su solubilidad  en hidrosolubles (albúminas) y en soluciones iónicas débiles (globulinas) que se encuentran principalmente en el germen. Las albuminas y globulinas se conforman por enzimas, nucleoproteínas y glucoproteinas, sustancias biológicamente activas que juegan un papel crítico durante la germinación.

De las cuatro fracciones proteicas, las albuminas y las globulinas tienen el mejor balance de aminoácidos esenciales porque, son especialmente ricas en lisina. Dentro de los cereales, la avena se distingue porque contiene el mayor porcentaje de estas dos fracciones proteicas.

Aproximadamente el 80% de las proteínas del grano es de almacenamiento y reserva. La fracción proteica más abundante en la mayoría de los cereales es la que contiene a las prolaminas. Estas proteínas de almacén  se forman en los protoplástidos durante la maduración del grano y se encuentran en los cuerpos proteicos localizados en el endospermo. Son insolubles en agua pero soluble en alcohol. Esta fracción proteica adquiere  diferentes denominaciones en los distintos cereales: maíz, zeína; sorgo, kafirinas; trigo, gliadina; centeno, secalina; arroz, arizina; cebada, ordinina.

Desde el punto de vista nutricional las prolaminas son las proteínas más pobres, ya que carecen de aminoácidos esenciales y son ricas en aminoácidos no esenciales como la prolamina, glicina, ácido glutámico y aspártico.

En el trigo, cuando la gliadina es hidratada y sometida a acción mecánica adquiere propiedades de elasticidad y distensión, criticas para la manufactura de pan, galletas  productos afines. Por otra parte las glutelinas son las principales son las principales proteínas estructurales en el endospermo, siendo estas de calidad nutricional mejores que las prolaminas.

Cuando las proteínas son sometidas a una hidrólisis o digestión completa liberan sus unidades fundamentales (aminoácidos). Los cereales generalmente se caracterizan por sus altos contenidos de leucina, prolina, ácido aspártico y ácido glutámico.

Los aminoácidos esenciales son los que el hombre no puede sintetizar en cantidades suficientes para lograr un optimo desarrollo, por tanto estos deben ser proporcionados por la dieta. Una dieta exclusivamente basada en cereales solo aporta aproximadamente un 50% del requerimiento de proteína para un niño. El aminoácido limitante en todos los cereales es la lisina. El segundo aminoácido limitante para el maíz es el triptófano, mientras que para el resto de los cereales es la treonina. El maiz y el sorgo alto en lisina tienen mejor valor proteico por su mejor contenido y balance de aminoácidos esenciales.

Tabla 2. Distribución de las fracciones proteicas en los cereales.