La graine donne une huile fixe, par pression à froid ou au travers d’autres techniques innovantes. La teneur en huile est de 35,6 % à 41,6 %.
La composition en acides gras est assez homogène. Ce sont des acides gras principalement polyinsaturés (55-60 % : acide linoléique majoritaire) et mono-insaturés (20-25 % : acide oléique majoritaire). La proportion des acides gras saturés est de 15-20 % (acides palmitique et stéarique, principalement).
La fraction insaponifiable de l’huile fixe de nigelle est constituée majoritairement de stérols (environ 2,9 g/kg en moyenne) avec principalement les composés usuels suivants : β-sitostérol (environ 50 %), stigmastérol, campestérol.
Des stérols minoritaires sont présents (Δ5-avenastérol, Δ7-stigmastérol, Δ7-avenastérol).
L’insaponifiable contient également de la vitamine E, des caroténoïdes, de la nigellone, et des traces d’alcaloïdes. On retrouve aussi des constituants de l’huile essentielle (H.E.), dont la teneur est assujettie aux conditions de production et de conservation, en plus de la variabilité du matériel végétal (pour mémoire, les constituants d’H.E. ont par définition un caractère volatile). On retrouve en particulier la Thymoquinone (TQ), le bioactif majoritaire qui nous intéressera plus particulièrement. Celui-ci n’est malheureusement que très faiblement quantifié dans les huiles de Nigelle présente ce jour sur le marché du complément alimentaire et de la cosmétique avec des teneurs très variables allant de 0.07% à 1.88%.
La graine contient des alcaloïdes en faible quantité notamment la Nigellicimine, La Nigellimine, La Nigellimine N-oxyde, La Nigellidine et nigellione et des Flavonoïdes dont la quercétine et la kaempférol. Plusieurs saponosides à génines triterpéniques pentacycliques sont présents, dont l’α-hédérine.
Les activités biologiques de la nigelle ne sont pas reliées à ces composés peu abondants, néanmoins leur contribution à des activités antimicrobiennes d’extraits de graines est cependant évoquée.
Enfin, on y retrouve des protéines de l’ordre de 16 à 19%, des fibres insolubles de 5.5 à 8.9%, et des minéraux principalement : Calcium, Cuivre, Potassium, Zinc et Phosphore.