必需氨基酸指人体（或其它脊椎动物）不能合成或合成速度远不能适应机体需要，必须由食物蛋白质供给的氨基酸。例如，赖氨酸、亮氨酸等。

氨基酸是构成蛋白质的基本单位。从人体营养角度，可将构成人体蛋白质的20种氨基酸分为必需氨基酸、条件必需氨基酸和非必需氨基酸。

必需氨基酸是指人体需要但自己不能合成或合成速度不能满足机体需要的氨基酸必需氨基酸共有9种，即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸和组氨酸，其中组氨酸为婴幼儿所必需。此外，精氨酸、胱氨酸、酪氨酸、牛磺酸是早产儿所必需的氨基酸。

不同氨基酸存在不同的转运机制以维持不同的浓度梯度。必需氨基酸在细胞内外的梯度比非必需氨基酸低。氨基酸进出细胞的转运由膜结合蛋白来完成。氨基酸通过膜上载体的转运机制，不仅存在于肠粘膜细胞上，类似的作用也存在于肾小管细胞、肌肉细胞、脂肪细胞、白细胞、网织红细胞、成纤维细胞上，对于细胞内聚集氨基酸具有普遍意义。但是，在不同细胞中，载体的性质可能有所差异。

存在于人体各组织、器官和体液中游离氨基酸统称为氨基酸池，在细胞内、外游离氨基酸池中，不同氨基酸浓度差异很大。碱性氨基酸（精氨酸和谷氨酰胺）浓度在血浆中很低，但在细胞内（骨骼肌细胞）却是最高的。

氨基酸池中的游离氨基酸除来自于食物外，大部分来自体内蛋白质的分解产物。这些氨基酸少数用于合成体内含氮化合物，主要被用来重新合成人体蛋白质，以达到机体蛋白质的不断更新和修复。未被利用的的含氮部分则经过代谢转变成尿素、氨和肌酐等，由尿排出体外，其含碳部分转化为糖原和脂肪。因此，由尿排出的氮包括食物氮和内源性氮。正常人在细胞外约有氨基酸氮55 mg/L，而在细胞内约有氨基酸氮800 mg/L，但游离氨基酸氮的总量比蛋白结合状态的氨基酸氮少，游离氨基酸总氮量为0.33 g/kg体重，而机体氮量为24 g/kg体重。

机体内的蛋白质总是处于分解、合成的动态变化之中。不同蛋白质更新率有所不同，蛋白质如果是信号分子类，则其更新率相对较高。反之，结构蛋白（胶原蛋白和心肌纤维蛋白）具有相对长的寿命。机体内存在合成蛋白质所需氨基酸的特殊代谢路径，也存在降解氨基酸的代谢途径。

各种氨基酸可按照特定的化学反应进行降解。多数必需氨基酸主要在肝内降解，异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸则主要在肌肉以及肾、脑中降解。氨基酸降解后的产物，一方面可以通过糖异生过程，生成葡萄糖，如葡萄糖一丙氨酸循环的代谢途径，就是有效的氨基酸糖异生途径，还有就是通过氨基酸的氧化作用为机体供能，如支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）通过氧化，可为长时间持续运动提供能量。此外，氨基酸降解产物也为其它含氮物质，如谷胱甘肽、肌酐、肌酸、肉碱、吡啶等提供重要氮源。

成年人必需氨基酸有8种：异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸。组氨酸在婴幼儿体内合成不能满足需要，所以婴幼儿（4岁以下）所需的必需氨基酸有9种。其余的氨基酸为非必需氨基酸，可以通过食物获取，也可以在体内由其他营养物质合成。半胱氨酸和酪氨酸在体内能分别由甲硫氨酸和苯丙氨酸合成，这两种氨基酸如果在膳食中含量丰富，则有节省甲硫氨酸与苯丙氨酸两种必需氨基酸的作用，因此称其为条件必需氨基酸。

赖氨酸（Lys）

赖氨酸结构式为C6H14N2O2，是成年人的8种必需氨基酸之一，可以调节人体代谢平衡，为合成肉碱提供结构组分，而肉碱又能促使细胞中脂肪酸合成。赖氨酸还可提高胃液分泌功效，前面增进食欲，促进幼儿生长发育。赖氨酸能提高钙的吸收，加速骨骼生长。赖氨酸缺乏，可能出现厌食、营养型贫血、中枢神经受损、发育不良，会引起蛋白质代谢障碍，导致生长障碍。L-赖氨酸具有生理活性，D-赖氨酸无生理活性。赖氨酸是人体必需氨基酸之一，在谷类中含量低，是第一限制氨基酸。赖氨酸在人体有重要的生理功能，它是合成大脑神经再生性细胞和核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质的必需氨基酸，也是目前应用比较广泛的氨基酸，特别是对婴幼儿、孕妇的补充有很重要的意义。

处在发育期的婴幼儿，由于各个器官均处于生长发育阶段，对于蛋白质的营养要求较高，特别是对质量要求较高，如果赖氨酸缺乏，就会造成蛋白质的严重缺乏，影响婴幼儿的生长发育，甚至引起智力发育障碍以及极易感染各种疾病。避免赖氨酸缺乏的最好办法就是蛋白质的互补，提倡食品多样化，特别是与豆类、动物类食品互补。

苯丙氨酸（Phe）

结构式C9H11NO2，参与消除肾及膀胱功能的损耗。

苏氨酸（Thr）

结构式C4H9NO3，有转变某些氨基酸达到平衡的功能。

甲硫氨酸（Met）

结构式C5H11NO2S，又称蛋氨酸，参与组成血红蛋白、组织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴代谢的功能。在人体代谢中，可合成胆碱和肌酸，胆碱是一种抗脂肪肝的物质。甲硫氨酸对由砷剂、巴比妥类药物、四氯化碳等有机物质引起的中毒性肝炎，有治疗和保护肝功能作用。

甲硫氨酸是人体必需氨基酸之一，是必需氨基酸中唯一含硫氨基酸。L-甲硫氨酸为动物代谢反应直接利用的活性甲硫氨酸，D-甲硫氨酸必须转化为L-甲硫氨酸才能为生物利用。L-甲硫氨酸是人体内生化反应的甲基供体，参与人体内各种甲基化反应，与生物体内符种含硫化合物的代谢密切相关，磷的代谢和肾上腺素、胆碱和肌酸的合成也与之有关。其所带的甲基，还可对有毒物或药物进行甲基化而起到解毒作用。

美国杜克大学医学院Jason W. Locasale牵头的美国联合研究团队取得新进展。他们的最新研究探明了膳食蛋氨酸影响小鼠癌症模型中的治疗、并改变人体新陈代谢。相关论文发表在2019年8月15日出版的《自然》上。研究团队通过控制和可复制的单碳代谢变化，证明了饮食限制必需氨基酸甲硫氨酸（俗称蛋氨酸）减少具有抗衰老和抗致肥胖的特性，这会影响癌症的预后。

色氨酸（Trp）

色氨酸（C11H12N2O2）是一种必需氨基酸，它在体内能转变为许多生理上重要的活性物质，如5-羟色胺及烟酸的前体，5-羟色胺是人体重要的神经递质。在临床上，色氨酸可用于治疗支气管哮喘，尤其对已确定抗原的青少年哮喘效果较好，对无感染型哮喘也有一定效果。色氨酸还可以抗过敏，对于季节性鼻炎、急慢性过敏性结膜炎及春季角膜结膜炎、过敏性湿疹以及食物引起的肠道过敏反应都有较好的疗效。色氨酸可促进胃液及胰液的产生。

缬氨酸（Val）

结构式C5H11NO2作用于黄体、乳腺及卵巢。

亮氨酸（Leu）

结构式C6H13NO2，作用于平衡异亮氨酸。

异亮氨酸（Ile）

结构式C6H13NO2，参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节和代谢。

亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，在结构上这三种氨基酸都有相同的分支侧链，故称为支链氨基酸。支链氨基酸是唯一在肝外代谢的氨基酸，主要在骨骼肌，约占骨骸肌蛋白质必需氨基酸的35%，是体内主要供能的氨基酸。

其生理功能如下：

①节省肌肉消耗，减少负氮平衡：由于支链氨基酸主要在骨骸肌中进行分解代谢，当机体受到创伤、严重感染、烧伤等疾病时，体内代谢处于高分解状态，特别是肌肉蛋白质大量分解产生支链氨基酸作为维持机体能量的主要来源而被大量消耗。血浆出现支链氨基酸水平下降，人体逐渐消瘦，这种现象被人们称作“自我食人肉”现象。因此，对类似上述高分解代谢的疾病要在给予高能量的同时，注意支链氨基酸的补充。

②对肝性脑病的治疗：肝硬化或肝性脑病的病人在氨基酸代谢方面的特点是血浆支链氨基酸含量下降，芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸）含量升高。芳香族氨基酸进入脑组织后能释放一种抑制性神经递质，这种神经递质抑制大脑皮层而出现肝性脑病的肝昏迷。而恰恰是支链氨基酸和芳香族氨基酸是由一个载体转运通过血脑屏障，二者竞相与载体结合，当支链氨基酸浓度高时，抑制芳香族氨基酸进入脑组织，因此，临床上用支链氨基酸治疗肝昏迷。人们常常用支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值来衡量，正常人的比值是3.0-3.5，而肝硬化伴肝昏迷患者常常降低到1.5以下。在给予病人支链氨基酸后，肝昏迷很快缓解，这是其他抗昏迷药物不可能办到的。

组氨酸（His）

组氨酸（C6H7NO2）为婴幼儿生长发育期间的必需氨基酸。

如果缺乏这些必需氨基酸，机体就无法顺利合成所需的蛋白质。还可作为蛋白质营养价值划分的依据。

动物性食品，如瘦肉、奶、蛋、鱼中的蛋白质都含有8种必需氨基酸，数量也比较多，各种氨基酸的比例恰当，生物特性与人体接近，即与人体蛋白质构造很相似，容易被人体消化吸收。

植物性食品中，大豆、燕麦中的蛋白质为优质蛋白质，其余的如米、面、水果、豆类、蔬菜中的植物蛋白质是非优质蛋白质，其氨基酸组成不够全面。即使是大豆、燕麦中的优质蛋白质，与蛋、奶、鱼、肉中的蛋白质相比，仍然有一定差距。

日常生活中，大米、白面、玉米等一系列谷物食品缺乏赖氨酸这种必需氨基酸，不过，谷类的近亲——豆类（红豆、黄豆、芸豆等）含有大量的赖氨酸。当我们把谷类和豆类放在一起吃，谷类短板的氨基酸正好被豆类多余的氨基酸所补充，形成了营养价值很高的蛋白质组合。因此，对于素食人群或者需要控制蛋白质摄入量的人群，谷类和豆类放在一餐中搭配食用，可让蛋白质价值提升。

代表食物

海带是介于细菌和高等植物之间的褐藻类低等植物。藻体为长条扁平叶状体，褐绿色。其化学成分主要为：糖类57%，蛋白质8.2%，脂肪0.1%、粗纤维9.8%，无机元素钙、铁、锰、锌、硼、碘、硒、钾、维生素等。海带蛋白质中氨基酸种类齐全，比例适当，尤其人体必需的八种氨基酸，其含量十分接近理想蛋白质中必需氨基酸含量模式。

鸡蛋中蛋白质的氨基酸构成更好，其必需氨基酸组成与人体基本相似，生物学价值也是所有食品中的佼佼者。

蚕蛹含有丰富的蛋白质和多种氨基酸，与猪里脊肉相当，且没有过多的饱和脂肪。同时蚕蛹蛋白质中的必需氨基酸种类齐全，比例适宜，易于消化吸收，在人体内利用率较高，是优质的动物蛋白质来源，可制作成氨基酸口服液以及营养强化剂等。

每种氨基酸都具有重要的生理功能，只有全面均衡地摄取，才能维持人体正常的生命活动。

非必需氨基酸也是人体健康需要的氨基酸，只是相对来说不必完全由食物提供。由于必需氨基酸只能来源于食物，所以食物蛋白质营养价值的高低在很大程度上取决于其中所含必需氨基酸的种类和数量。

条件必需氨基酸

有时在食物来源不足或疾病等特殊状态下，某些非必需氨基酸也会转变为必需氨基酸，这些氨基酸称为条件必需氨基酸（CEAA）或半必需氨基酸（SEAA），如半胱氨酸和酪氨酸在人体内分别由甲硫氨酸和苯丙氨酸转变而成，因此在计算必需氨基酸含量时，常把甲硫氨酸和半胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸合并计算。

非必需氨基酸

是可在动物体内合成，作为营养源不需要从外部补充的氨基酸。非必需氨基酸并非机体不需要，只是因为人体自身能自行合成，或者可由其他氨基酸转变而来以满足机体需要，可以不必由食物供给。非必需氨基酸通常有9种，包括丙氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸和丝氨酸。

必需氨基酸模式

通常，机体在蛋白质的代谢过程中，对每种必需氨基酸的需要和利用都处在一定的范围之内。为了满足蛋白质合成的要求，各种必需氨基酸之间应有一个适宜的比例。这种必需氨基酸之间相互搭配的比例关系称为必需氨基酸模式或氨基酸计分模式。

必需氨基酸模式的计算方法是将该种蛋白质中的色氨酸含量定为1，再分别计算出其他必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质的氨基酸模式。

当食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质越接近时，必需氨基酸在机体内才能被充分吸收和利用，其营养价值也相对越高，这样的蛋白质被称为优质蛋白质优质蛋白的主要食物来源是鸡蛋、奶、肉、鱼等动物性食品和大豆及其制品。

限制氨基酸

如果食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含皱较低，导致其他的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的必需氨基酸称限制氨基酸，可按其缺乏严重程度依次称为第一、第二限制氨基酸。

蛋白质互补作用

为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，从而达到不同食物间相互补充其必需氨基酸和提高膳食蛋白质的营养价值的目的。这种不同食物间相互补充其必需氨基酸不足的作用叫蛋白质互补作用。如肉类和大豆蛋白可弥补米面蛋白质中赖氨酸的不足，米面蛋白可弥补豆类食品中甲硫氨酸的不足。

赖氨酸和甲硫氨酸是食物中主要的限制氨基酸。通常，赖氨酸是谷类蛋白质的第一限制氨基酸，而甲硫氨酸则是大多数非谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸。此外，小麦、燕麦和大米还缺乏苏氨酸，玉米缺乏色氨酸，并且分别是它们的第二限制氨基酸。因此，在一些焙烤制品，特别是在以谷类为基础的婴幼儿食品中常添加适量的赖氨酸予以强化。

完全蛋白质

所含必需氨基酸种类齐全，数量充足，相互之问比例也适当，不但能够维持成人的健康，也能够促进人体的生长发育，如乳中的酪蛋白、蛋类中的卵白蛋白、大豆球蛋白、小麦中的麦符蛋白等。

半完全蛋白质

所含各种必需氨基酸种类齐全，但各种氨基酸含量多少不匀，互相之间比例不合适。在膳食中作为唯一的蛋白质来源时，半完全蛋白质仅能维持生命，但不能促进生长发育，如小麦、大麦中的麦胶蛋白，其中的限制氨基酸是赖氨酸。

不完全蛋白质

所含必需氨基酸种类不全，当把这类蛋白质作为膳食中唯一的蛋白来源时，既不能促进生长发育，也不能维持生命，如玉米中的玉米胶蛋白和豌豆中的豆球蛋白等。