为保证人体合理营养的需要，一方面要满足人体对必需氨基酸所需要的数量，另一方面还必须注意必需氨基酸之间的比例。因为组成人体各种组织细胞蛋白质的氨基酸有一定比例，故每日膳食中蛋白质所提供的各种必需氨基酸也必须与这一比例相一致，才能在体内充分被利用来合成组织细胞蛋白质。必需氨基酸间的相互比例，也就是人们常说的氨基酸模式。Rose通过氮平衡实验所求得不同年龄的人体对必需氨基酸的需要量是不同的。
不同年龄的人对必需氨基酸的需要量是不同的。按每日每千克体重所需各种氨基酸的毫克数而言，婴儿最多，成人较少。这可能是幼小人体需长身体，需要量较高；成人维持平衡可能相对需要较少。
膳食中蛋白质的氨基酸构成比例与机体的需要不相符合，某一种必需氨基酸数量不足，转移核糖核酸就不能及时将所需要的各种氨基酸全部带给核蛋白体核糖核酸，其他氨基酸也不能充分被利用，蛋白质合成就不能顺利进行；某一种氨基酸过多，也会对其他氨基酸的利用发生影响。所以当必需氨基酸供给不足或不平衡时，蛋白质合成减少，也会出现类似蛋白质缺乏的症状。
各种食物中蛋白质的氨基酸组成成分不同，因而营养价值也不一样。通常将含有8种必需氨基酸的蛋白质称为完全蛋白质；8种必需氨基酸不全的蛋白质称为不完全蛋白质。一般来说，蛋类、奶类、鱼类、肉类和大豆蛋白质的营养价值较高，而一般植物性食品的蛋白质营养价值较低。这是一种较粗略的划分，仅具有相对的意义。
多种食品配合应用，能较好地满足人体对氨基酸，特别是必需氨基酸的要求，提高食品的蛋白质营养价值，这就是蛋白质的互补作用。如谷类食品的赖氨酸少，而豆类赖氨酸多，将谷类大米与豆类混吃就可提高其生理价值。单食大豆、小米、玉米，其生物价分别是64、57和60。如果将大豆及玉米混食，其生物价可提高到76。
3、蛋白质的消化、吸收与代谢
（1）蛋白质的消化与吸收
食物中蛋白质的消化从胃液中胃蛋白酶的作用开始，然后是胰液中蛋白分解酶与小肠黏膜细胞中的酶的作用。胰蛋白酶的分泌受摄入蛋白质在肠道中的容量而调节。其后蛋白水解酶作用于蛋白质的肽链，使蛋白质进一步分解为氨基酸。
蛋白质的水解产物氨基酸被小肠黏膜细胞吸收。过去认为只有游离氨基酸才有被吸收的最佳健康帮手可能，现发现短肽（例如二肽）也可被直接吸收，因小肠黏膜细胞上微绒毛及胞液内含有肽水解酶，进入的肽可被分解为游离氨基酸：游离氨基酸经门静脉入肝脏，进而合成人体的蛋白质或进而生物氧化而供能。内源性的消化酶可作为蛋白质而分泌到肠腔，肠道腺管上的黏膜细胞，以新替老，衰老的细胞亦排到肠腔，这些是内源性蛋白质的丢失。人体每日约70克蛋白质分泌入肠腔，其中17克在肠液中，约50克在脱落的肠道上皮。如每日摄入100克蛋白质，则肠道每日共170克蛋白质周转并吸收。而粪便中的氮估计只相当于10克蛋白质。由此可知，机体丢失蛋白质不大，表明外源性与内源性在肠道的吸收与消化效率都是较高的。但肠壁中蛋白质转换率对食物中蛋白质很敏感。在蛋白质食入少时肠黏膜脱落少，分泌也少，提示当蛋白质摄入不足时，机体在一定程度上具有调节能力。
（2）蛋白质的代谢
门静脉血中的游离氨基酸在摄入含蛋白质膳食后升高12倍，故一天内供给肝脏的氨基酸可有多次大的波动，而全身血液中变动很小，因此肝脏是调节氨基酸代谢的主要器官。例如，实验证明，在狗的肝脏血液供应系统上插套管，然后喂大量的肉，发现通过肝脏的氨基酸一半以上分解为尿素，14％的氨基酸暂时合成为周转时间短的肝脏蛋白质，6％为血浆蛋白质从肝脏分泌出来，只有23％以游离氨基酸的形式进入大循环，其中主要是支链氨基酸（异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸）。经过肝脏时氨基酸分布发生变化，这是因为肝脏是除支链氨基酸以外的其他必需氨基酸的主要分解代谢场所。支链氨基酸主要在肌肉和肾脏中分解。
肝脏分解必需氨基酸可根据体内需要而调节。例如有人以不同量赖氨酸合成的饲料喂养正在生长的大白鼠，当赖氨酸摄入量达到每日每200克体重最高达115毫克时，即促进鼠生长。他们将14C赖氨酸注入鼠体，当赖氨酸注入量在115毫克以下时，二氧化碳的呼出量是低于恒定水平；但在115毫克以上，二氧化碳的呼出就逐渐增加。这表明肝脏中赖氨酸的分解对于摄入和需要的平衡是很灵敏的。可能的调节因素主要是大循环血液中游离赖氨酸的水平，当摄人超过需要时，即突然升高。其他必需氨基酸，如色氨酸，也可观察到血浆水平的同样转折。人体接受不同量的某种必需氨基酸的膳食，转折点即可提供证据来确定出该氨基酸的需要量水平。
进入肝脏的氨基酸对肝脏蛋白质代谢有明显调节蛋白质合成和周转率的作用。大循环中的游离氨基酸含量决定于许多因素。体内最多的组织骨骼肌转移血浆氨基酸，是受血浆胰岛素水平控制的。注入胰岛素可加速肌肉纳入氨基酸和减少肌肉蛋白质分解，使血液游离氨基酸水平降低，尤其是支链氨基酸。
肌肉是支链氨基酸分解的主要场所，血液的游离氨基酸当经过肌肉时转换为丙氨酸和谷氨酰胺。从肌肉来的谷氨酰胺，是肠细胞热能来源的主要物质，在肾细胞代谢后生成尿氨，在肝细胞供给氨基以合成尿素。丙氨酸被肝脏利用，其碳架被用来生成葡萄糖，即葡萄糖异生作用，而氨基变成尿素的一部分。
血液中游离氨基酸的含量也影响在脑中的代谢。色氨酸是5一羟色胺的前体，酪氨酸是去甲肾上腺素的前体。已证明脑中游离色氨酸影响5一羟色胺的合成率。血浆中的色氨酸大多是松散地与血清白蛋白或游离脂肪酸结合。只有非结合型的色氨酸才能被脑纳入，游离的与白蛋白结合的色氨酸之比能调节脑中5一羟色胺的生成。
4、氮平衡及其影响因素
氮平衡实验方法可用来研究机体对蛋白质的消化吸收情况，同时也可了解机体对蛋白质的需要量。
摄入氮和排出氮相等称为氮平衡；摄入氮大于排出氮称正氮平衡；相反称负氮平衡。
影响氮平衡的因素很多，要使结果较正确或有可比性，进行氮平衡实验时，应注意有关影响因素，使其影响达最小的程度。主要影响因素如下：
（1）能量对氮平衡的影响。在氮平衡实验中，能量应满足受试者的需要。能量不足，氮平衡向负平衡方向改变。当蛋白质达到需要，如果能量大于需要，则可改善氮平衡。如果蛋白质达不到需要，尽管增加额外能量，也不会改善氮平衡的状况。
在实验期间加大机体的活动量，会使能量消耗增加；减少活动量，能量的消耗会减少。能量不足将有部分蛋白质用于供能而影响氮平衡。
（2）氮平衡受激素的影响、作用合成代谢的激素（如生长激素、睾酮）和分解代谢的激素（如皮质激素、甲状腺素等）都可影响氮的代谢，尤其对肌肉的氮代谢。作用合成代谢倾向于使氮在体内贮留，而作用分解代谢的则相反，使氮在体内贮存量减少。
（3）蛋白质与氨基酸摄入量的影响。人体蛋白质合成与分解代谢中有相当一部分氨基酸被再利用。假如一个人处于低氮摄入水平，尿氮排出将随之下降。蛋白质摄入低于消耗，出现负氮平衡，并引起体内蛋白质的消耗，继之可引起器官功能的改变。这种摄入蛋白质减少，尿素排出相对下降的现象可能是机体的一种适应性反应。食用无氮膳当天，尿氮并没有明显下降，继续食用无氮膳6～8天，排出氮下降并稳定在每天2．5克氮的水平；相反蛋白质摄入明显增高也有类似的情况，即尿氮并不一定马上相应上升。其机制有待研究。
（4）各种应激状态，精神紧张、焦虑及疾病状态等对氮排出有一定影响，在实验结果的分析时应加以考虑；饮水量应控制，大量饮水会增加氮的排出。温度高从皮肤丢失氮增多；蛋白质以外营养素供给的合理性都会有所影响。
5、蛋白质的需要量与供给量
蛋白质需要量是一个复杂而涉及很多方面的问题。食物蛋白质的质与量以及食用方法等都对结果有影响。目前，研究蛋白质需要量的方法常用的有要因加算法、氮平衡方法及用于幼儿的生长发育的观察法，还有从氨基酸的需要量来推算蛋白质供给量的方法等。
（1）要因加算法。该法的理论基础是根据人体在特定时间内最低的氮损失作为依据。这种最低损失称为必需损失。其中包括尿、粪、皮肤以及其他方面氮损失的总和。至于人体在特定生理条件下的额外需要，就在这个基础上加上去。例如婴儿，应将必需损失氮再加上生长发育所需要的氮。用什么质和量的蛋白质来满足和补充所有的损失，应看食物蛋白质的吸收和利用的效率。例如在特定的膳食蛋白质质量之下，食物被利用的效率为70％左右，要在需要量的基础上加入30％才能确实达到需要。
此法的缺点是无氮膳不易被接受，并需一定时间才能稳定下来。除尿、粪、皮肤外，还有鼻分泌物，女性月经及男性射精中氮的损失等。这些也应加入到总损失氮中去，男性和女性每天每千克体重分别为2毫克和3毫克氮。
（2）氮平衡法。测定摄入不同量蛋白质的氮平衡结果，也可以找到能够达到氮平衡的蛋白质量值。在正常情况下，分别以接近需要量的蛋白质到高于需要量的不同水平来测定各个平衡试验的结果，可呈线性关系，这就可算出其回归方程斜度，在这个斜度与零平衡水平线交叉处所标出的数值，应该是以特定蛋白质来达到氮平衡的结果。
此法的缺点是，它只回答机体氮的进与出的关系，未能反映机体蛋白质代谢的实际状态和机体机能状态。
（3）氨基酸及其模式与需要量。成人有8种必需氨基酸，婴儿有9种。罗斯根据氮平衡实验求得成人必需氮基酸的需要。婴儿的需要是依据生长最佳状态而求得。罗斯在摄入氨基酸氮的总量不变的情况下，在混合氨基酸食料中除去某一种氨基酸后引起负氮平衡，重新加入该种氨基酸，又能恢复氮平衡这种方法为依据，确定必需氨基酸的量。目前还被人们广为应用。必需氨基酸与非必需氨基酸的比例上，在婴儿必需氨基酸应占所有氨基酸总量的43％，儿童36％，而成人为19％一20％。
需要量与供给量两者既有区别又有联系。需要量是指满足机体生理需要的最低量。供给量考虑到个体差异，在需要中的基础上加上安全系数，即能满足这一人群中所有人的需要量。一般为平均需要量，加上2个标准差，大约是增加30％。
三、脂肪：热能的发电站
1、脂肪和类脂
脂类可分为脂肪和类脂，它们的功能各不相同。
（1）脂肪的功能有：
①储存和供给热量。脂肪储存在皮下、脏器周围、肌间隙等储存热量。脂肪由于个体一生变化大，固又称可变脂。1克脂肪在体内氧化可产生38千焦（9千卡）热量，比等量的碳水化合物和蛋白质大一倍多，是产热量最高的营养素。
②饱腹感。脂肪能改善食物的感官性状，增加可口性（口味），增进食欲。并且，脂肪在胃中的停留时间长，不易饥饿，因而有较好的饱腹感。
③保护内脏维持体温。位于脏器周围的脂肪可固定脏器，防止内脏脏器的下垂，位于皮下的脂肪可防止外力作用下骨骼的损伤。脂肪在皮肤下面，可阻止体表散热，起保温作用，有助于御寒；又可吸收外界的热量不致传到机体内部，起隔热作用。
④储存必需脂肪酸。可作为必需脂肪酸的储存库，需要时为机体提供必需脂肪酸。
⑤合成前列腺素等。必需脂肪酸是前列腺素、血酸素、白三烯的合成原料。必需脂肪酸对细胞膜和线粒体的结构完整十分重要。
⑥治疗作用。由中链脂肪酸所组成的甘油三酯，在营养治疗中有特殊重要意义，它不会引起血脂增高和动脉粥样硬化，并能对胰腺功能不全、胆汁缺乏等消化不良、吸收障碍患者提供能源，且不会增加渗透压或体积负荷。
（2）类脂的功能有：
①构成生物膜的主要成分。生物膜包括细胞膜、各种细胞器膜等，类脂由于个体一生变化相对小，固又称固定脂。它们都是由磷脂、糖脂和胆固醇等组成的类脂层；脑髓和神经组织含有较丰富的磷脂和糖脂。
②转化为类固醇激素和维生素D3。胆固醇则是制造体内固醇类激素的必需物质，也是机体合成维生素D3的原料。
③转化为第二信使和神经递质。类脂中的卵磷脂是神经递质乙酰胆碱和胆碱的前身物质。胆碱也是神经递质乙酰胆碱的前身物质。类脂中的磷脂酰肌醇可转化为第二信使。
④促进脂溶性物质的溶解。类脂和脂肪都能帮助脂溶性物质和脂溶性维生素的溶解吸收。
⑤保护皮肤。保护上皮细胞功能正常，促进皮肤角化，加速皮肤损伤的愈合等。
⑥其他作用。如，类脂对细胞膜只允许细胞与外界发生有选择性的物质交换，摄取营养素，排出废物等新陈代谢中起重要作用。
2、脂肪的分解与运输
脂类的消化主要在十二指肠进行，需胆汁酸的乳化帮助，在胰腺分泌的胰脂酶的催化下被分解。胆汁酸可将脂类乳化成小的微粒，使它们溶于水，然后在胰脂酶的作用下被分解。若胆汁酸和胰脂酶在肠道减少（如胆汁或胰酶排出减少），可造成脂肪泻。脂肪在肠道主要被分解为脂肪酸、甘油、甘油一酯，然后被小肠吸收，吸收后形成乳糜微粒，经乳糜管人血。
血脂是指存在于血液中的脂类。有三脂酰甘油（即脂肪）、胆固醇和固醇酯、磷脂、游离脂肪酸。血脂是难溶于水的物质，在血液中它们以结合成脂蛋白的方式运输。
主要的脂蛋白种类有：乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白四种。不同的脂蛋白主要运输的脂类不同，游离脂肪酸是与血浆清蛋白结合运输的。
