ในส่วนข้อแตกต่างในโครงสร้างทางเคมีของอาหารอินทรีย์กับอาหารที่ปลูกทั่วไป ได้มีการศึกษาหลายครั้งเพื่อตรวจสอบความแตกต่างทางสารอาหาร, สารต้านโภชนาการ และสารกำจัดศัตรูพืชที่ตกค้าง การศึกษาเหล่านั้นมักจะพบกับความยากลำบากจากความซับซ้อนของตัวแปร และความยากที่จะลงความเห็นจากความแตกต่างในการทดสอบที่ทำ กรรมวิธีในการทดสอบ และความหลากหลายทางการเกษตรที่มีผลต่อส่วนประกอบทางเคมีของอาหาร ตัวแปรที่ว่านี้ รวมถึงความแตกต่างของสภาพอากาศในแต่ละฤดูและในที่แต่ละที่ การบำรุงรักษาพืชผล (ปุ๋ย และสารกำจัดศัตรูพืช เป็นต้น) ส่วนประกอบของดิน พันธุ์ที่ปลูก และในส่วนของเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์นม ตัวแปรที่เกิดขึ้นด้วยเสมอในช่วงการผลิต[5]คือ กรรมวิธีการดูแลรักษาหลังจากการเก็บในช่วงแรกไม่ว่านมจะเป็นนมดิบหรือนมที่ผ่านการฆ่าเชื้อแบบปัสเตอร์ ช่วงเวลาระหว่างการเก็บเกี่ยวกับการทำการวิเคราะห์ รวมถึงวิธีการขนส่งและเก็บรักษา ย่อมมีผลต่อส่วนประกอบทางเคมีของอาหารนั้น ๆ[5] นอกจากนี้ ยังมีหลักฐานว่า อาหารอินทรีย์มีความแห้งกว่าผลิตภัณฑ์ที่ปลูกโดยวิธีการทั่วไป ส่วนประกอบทางเคมีที่สูงกว่าอาจจะสามารถอธิบายได้ในเชิงความเข้มข้นที่มากกว่า ไม่ใช่ด้วยปริมาณสุทธิ[2]

สารอาหาร

การวิจัยในปี ค.ศ. 2012 ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของปริมาณวิตามินในผลิตภัณฑ์พืชหรือสัตว์ระหว่างแบบอินทรีย์กับแบบทั่วไป และพบว่า มีความแตกต่างของผลในการศึกษาแต่ละครั้ง[5] การศึกษาผลิตภัณฑ์มีรายงานเรื่องปริมาณกรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) (การศึกษา 31 ครั้ง), บีตา-แคโรทีน (สารตั้งต้นของวิตามินเอ) (ในการศึกษา 12 ครั้ง), และอัลฟา-โทโคฟีรอล (รูปแบบหนึ่งของวิตามินอี) (ในการศึกษา 5 ครั้ง) การศึกษาเรื่องนมมีรายงานเรื่องบีตา-แคโรทีน (ในการศึกษา 4 ครั้ง) และระดับอัลฟา-โทโคฟีรอล (ในการศึกษา 4 ครั้ง) มีการศึกษา 2-3 ครั้งเพื่อตรวจสอบปริมาณวิตามินในเนื้อสัตว์ แต่ไม่พบความแตกต่างของบีตา-แคโรทีนในเนื้อวัว อัลฟา-โทโคฟีรอลในเนื้อหมูหรือเนื้อวัว หรือวิตามินเอ (เรตินอล) ในเนื้อวัว ในรายงานการศึกษาผลิตภัณฑ์ ผู้เขียนรายงานได้วิเคราะห์สารอาหารอื่น ๆ อีก 11 ชนิด มีสารอาหารแค่ 2 ชนิดที่มีมากกว่าอาหารผลิตทั่วไปอย่างเห็นได้ชัด คือ ฟอสฟอรัส (ความแตกต่างจากมัธยฐาน 0.15 mg/kg [ความแตกต่างระดับล่าง −18 mg/kg; maximum ความแตกต่างระดับบน 530 mg/kg]) และฟีนอลส์รวม (ความแตกต่างจากมัธยฐาน 31.6 mg/kg [ความแตกต่างระดับล่าง −1700 mg/kg; ความแตกต่างระดับบน 10,480 mg/kg]) ผลของการทดสอบเกี่ยวกับฟอสฟอรัสถือว่าไม่แตกต่างกันในทางสถิติ แต่การไม่รวมการศึกษาหนึ่งฉบับจะลดขนาดผลกระทบโดยรวมและแสดงผลว่าขนาดผลกระทบไม่มีนัยสำคัญในเชิงสถิติ สิ่งที่พบเกี่ยวกับพีนอลส์รวมยังไม่ความแตกต่างกันในทางสถิติ และไม่มีนัยสำคัญในทางสถิติเมื่อการศึกษา 2 ฉบับไม่ได้รายงานว่าขนาดตัวอย่างได้ถูกถอดออก ไม่มีการศึกษามากพอที่จะสรุปเกี่ยวกับสารอาหารอื่น ๆ ที่จะมีผลให้สามารถคำนวณได้ ผู้เขียนยังได้เจอว่า ในการศึกษาบางฉบับเกี่ยวกับนม หากมีการศึกษาเกี่ยวกับ น้ำนมดิบมีการกล่าวว่า น้ำนมดิบอินทรีย์อาจให้กรดไขมันโอเมกา-3 (ความแตกต่างจากมัธยฐาน 0.5 g/100 g [ความแตกต่างระดับล่าง 0.23 g/100 g; ความแตกต่างระดับบน 4.5 g/100 g]) และกรดแวกซีนิก (ความแตกต่างจากมัธยฐาน 0.26 g/100 g [ความแตกต่างระดับล่าง 0.11 g/100 g; ความแตกต่างระดับบน 3.1 g/100 g]) มากกว่าอย่างมีนัยยะเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำนมดิบทั่ว ๆ ไป

เช่นเดียวกับ เนื้อไก่อินทรีย์จะมีปริมาณกรดโอเมกา 3 มากกว่าเนื้อไก่ที่เลี้ยงทั่วไป (ความแตกต่างจากมัธยฐาน 1.99 g/100 g [ความแตกต่างระดับล่าง 0.94 g/100 g; ความแตกต่างระดับบน 17.9 g/100 g]) ผู้เขียนไม่พบความแตกต่างของปริมาณโปรตีนหรือไขมันระหว่างน้ำนมดิบอินทรีย์กับน้ำนมดิบทั่วไป มีการค้นพบความแตกต่างเล็กน้อยของกรดแอสคอร์บิก โปรตีนเข้มข้นและแร่ธาตุอาหารหลายอย่างระหว่างอาหารอินทรีย์กับอาหารทั่วไป[43][44]

การศึกษาในปี ค.ศ. 2003 พบว่า ปริมาณฟีโนลิกรวมในแมเรียนเบอร์รี สตรอเบอร์รี และข้าวโพดที่ปลูกโดยวิธีอินทรีย์มีมากกว่าผลิตผลที่ปลูกโดยกรรมวิธีทั่ว ๆ ไปในชนิดเดียวกัน[45]

สารต้านโภชนาการ

พบว่า ไนโตรเจนในผักบางชนิดโดยเฉพาะผักใบที่มีสีเขียวและพืชที่มีหัวอยู่ใต้ดินทั้งหลายจะมีปริมาณน้อยกว่าหากปลูกแบบอินทรีย์โดยเปรียบเทียบกับผักที่ปลูกทั่วไป[3] เมื่อมีการประเมินสารพิษในสิ่งแวดล้อม เช่น โลหะหนัก กระทรวงเกษตรสหรัฐอเมริกาได้บันทึกไว้ว่าไก่ที่ถูกเลี้ยงแบบอินทรีย์อาจจะมีระดับสารหนู[46] ในขณะที่งานเขียนวิจารณ์ไม่พบหลักฐานบ่งบอกเด่นชัดว่าถึงความแตกต่างในระดับของสารหนู แคดเมี่ยมหรือโลหะหนักระหว่างผลิตภัณฑ์อินทรีย์กับผลิตภัณฑ์ทั่วไป[2][3]

สารกำจัดศัตรูพืชตกค้าง

การวิเคราะห์อภิมานในปี ค.ศ. 2012 ได้มีข้อสรุปว่า พบสารกำจัดศัตรูพืชตกค้างใน 7% ของตัวอย่างผลิตภัณฑ์อินทรีย์และ 38% ของตัวอย่างผลิตภัณฑ์ทั่วไป ผลสรุปยังมีความแตกต่างกันในทางสถิติอาจจะเป็นเพราะความแตกต่างในระดับการตรวจพบในการศึกษาเหล่านั้น มีเพียงการศึกษา 3 ฉบับที่รายงานผลการปนเปื้อนที่เกินค่าสูงสุดที่อนุญาต ทั้ง 3 มาจากสหภาพยุโรป[5] สมาคมมะเร็งอเมริกาได้กล่าวว่า ไม่มีหลักฐานแสดงว่า สารกำจัดศัตรูพืชตกค้างเป็นต้นเหตุทำให้เกิดโรคมะเร็ง[47]

สถาบันคุ้มครองสิ่งแวดล้อม :สถาบันคุ้มครองสิ่งแวดล้อม (อีพีเอ) ได้ออกแนวทางอย่างเข้มงวดเรื่องการควบคุมสารกำจัดศัตรูพืช อีพีเอได้ออกกฎควบคุมปริมาณของสารกำจัดศัตรูพืชแต่ละชนิดโดยการตั้งค่าสูงสุดที่ยอมรับได้ ค่านี้จะกำหนด ค่าสูงสุดของสารกำจัดศัตรูพืชตกค้างที่ยอมรับได้ในอาหารแต่ละชนิด ค่าที่ตั้งนี้ต้องปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัดและการเกินต้องน้อยกว่าร้อยละ 1 ของเวลานั้น[48]

การปนเปื้อนของเชื้อแบคทีเรีย

การวิเคราะห์อภิมานในปี ค.ศ. 2012 ได้มีข้อสรุปว่า การแพร่หลายของการปนเปื้อนของเชื้อ อี. โคไลไม่ได้มีนัยสำคัญทางสถิติ (7% ในผลผลิตอินทรีย์และ 6% ในผลผลิตทั่วไป) จาก 4 ใน 5 รายงานการศึกษาพบความเสี่ยงในการปนเปื้อนที่สูงกว่าในผลผลิตอินทรีย์ หากผู้เขียนไม่รวมการศึกษาฉบับหนึ่งเกี่ยวกับผักกาดหอมที่พบการปนเปื้อนมากกว่าในผลผลิตทั่วไปออก จะพบว่า ผลผลิตอินทรีย์มีความเสี่ยงในการปนเปื้อนมากกว่าผลผลิตทั่วไปอยู่ 5% ในขนาดที่การปนเปื้อนของเชื้อแบคทีเรียในผลิตผลจากสัตว์ทั้งที่เป็นอินทรีย์และผลผลิตทั่ว ๆ ไปถือเป็นเรื่องปกติ ในทางสถิติ ถือว่าไม่มีความแตกต่างอย่างเป็นนัยยะในเรื่องการปนเปื้อนระหว่างผลผลิตจากสัตว์ทั้งอินทรีย์และทั่วไป[5]