一、氨基酸
氨基酸是组成蛋白质的基本单位，在人体组织和食物中有20余种。氨基酸主要由碳、氢、氧和氮四种元素组成，有些氨基酸还含有硫和磷等。从化学结构上来说，氨基酸是一种小分子的有机化合物，是羧酸分子中烃基上的氢原子被氨基取代的产物（图3-2）。氨基酸分子中有碱性—NH2和酸性—COOH，与强酸或强碱都能作用生成盐，因此氨基酸为两性化合物。
图3-2 氨基酸的分子结构通式
（一）氨基酸的分类
氨基酸按化学结构可分为脂肪族、芳香族和杂环氨基酸；按是否能在体内合成，则可分为必需氨基酸和非必需氨基酸。
必需氨基酸不能在体内合成或合成量很少，必须由食物蛋白质供给，它们是缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和赖氨酸8种。后来发现组氨酸为婴儿所必需，因此婴儿的必需氨基酸为9种（表3-6）。
表3-6 人体的必需氨基酸、非必需氨基酸和条件必需氨基酸
非必需氨基酸可在人体内合成或从其他氨基酸转变而来，如天门冬氨酸、天门冬酰胺等（表3-6）。
还有一些氨基酸虽然可在人体内合成，但可能受发育和病理等因素的影响，易发生缺乏，如严重的低体重出生婴儿、处于应激状态或身患某些疾病者等。这些在某些条件下使氨基酸合成受限的氨基酸，被称为条件必需氨基酸，例如，半胱氨酸可由蛋氨酸转变而成，酪氨酸可由苯丙氨酸转变而来，如果膳食能提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30%和50%（表3-6）。
（二）氨基酸模式和限制氨基酸
人体的不同组织所含的蛋白质不同，从不同食物中摄取的蛋白质其氨基酸组成也有巨大差异。每种蛋白质中必需氨基酸的构成比例称为氨基酸模式，即根据蛋白质中必需氨基酸含量，以含量最少的色氨酸为1，计算出的其他氨基酸的相应比值。
将人体必需氨基酸需要量模式作为参考蛋白质，食物蛋白质的氨基酸模式与参考蛋白质的氨基酸模式相比较，可用以评价食物蛋白质的质量。食物蛋白质的必需氨基酸比例越接近参考蛋白质，其营养价值越高。当食物中任何一种必需氨基酸缺乏或过量，则会造成体内氨基酸的不平衡，使其他氨基酸不能被有效利用，从而影响蛋白质的合成。
一般来讲，鱼、肉、奶、蛋等动物性蛋白质和植物中的豆类蛋白质的氨基酸模式与人类需求的氨基酸模式接近，因此营养价值较高，被称为完全蛋白质；植物性蛋白质的氨基酸与人类需要的氨基酸模式相差较大，营养价值较低（表3-7）。
表3-7 几种食物蛋白质和人体蛋白质氨基酸模式
将食物中的蛋白质的必需氨基酸组成与参考蛋白质相比较，缺乏较多的氨基酸被称为限制氨基酸，其中缺乏最多的一种被称为第一限制氨基酸。例如，谷类蛋白质缺少赖氨酸、色氨酸，影响了其营养价值，我们称为限制氨基酸，其中赖氨酸为第一限制氨基酸。