氨基酸是分子中具有氨基和羧基的一类含有复合功能团的化合物，具有共同的基本结构。由于它是羧酸分子的α碳原子上的氢被一个氨基取代的化合物，故又称α氨基酸。
一、氨基酸的分类和命名
组成蛋白质的氨基酸有20 多种，但绝大多数的蛋白质只由20 种氨基酸组成。按化学结构式分为脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸。
(一)脂肪族氨基酸
这类氨基酸又可按其分子中含有的氨基或羧基的数目以及是否含有某些特殊元素或基团分成以下各类。
1.一氨基一羧基酸包括
(1)不含其他基团的一氨基一羧基酸：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸。
(2)含羟基的一氨基一羧基酸：丝氨酸、苏氨酸。
(3)含硫的一氨基一羧基酸：半胱氨酸、蛋氨酸。
(4)含酰胺的一氨基一羧基酸：天冬酰胺、谷氨酰胺。
2.一氨基二羧基酸：天冬氨酸、谷氨酸。
3.二氨基一羧基酸：精氨酸、赖氨酸。
(二)芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸。
(三)杂环氨基酸：脯氨酸、组氨酸、色氨酸。
其中天门冬氨酸和谷氨酸含有两个酸性的羧基，常称为酸性氨基酸；精氨酸和赖氨酸都含有两个碱性的氨基和一个酸性的羧基，组氨酸的含氮杂环具有微碱性，三者统称为碱性氨基酸；其他氨基酸通常都叫做中性氨基酸。
二、必需氨基酸
在人体和食物蛋白质的20 余种氨基酸中，只有一部分可以在体内合成，其余的则不能合成或合成速度不够快。不能合成或合成速度不够快的氨基酸，必须由食物供给，故称为必需氨基酸；能在体内合成的则称为非必需氨基酸。非必需氨基酸并非体内不需要，只是可在体内合成，食物中缺少了也无妨。
迄今，已知人体的必需氨基酸有9 种，见下表。
三、条件必需氨基酸
氨基酸除了必需与非必需氨基酸之外还有第三类氨基酸，条件必需氨基酸，这组氨基酸有两个特点：①在合成氨基酸中用其他氨基酸作为碳的前体，并且只限于某些特定器官，这是与非必需氨基酸在代谢上的重要区别。有些条件必需氨基酸(如酪氨酸)的前体是一种必需氨基酸(苯丙氨酸)；而其他条件必需氨基酸(如精氨酸、脯氨酸和甘氨酸)的前体则是一种非必需氨基酸；还有一些其他条件必需氨基酸(如半胱氨酸)需要必需氨基酸(蛋氨酸作为硫的前体)和非必需氨基酸(丝氨酸)两者作为前体。在代谢水平上，机体合成条件必需氨基酸的能力受适宜氨基酸前体的可利用性所限制；②条件必需氨基酸合成最高速度可能是有限的，并可能受发育和病理生理因素所限制。出生体重非常低的婴儿不仅不能合成半胱氨酸，并可能缺乏合成足够量甘氨酸的能力。后者是一种很重要的氨基酸，因为人乳蛋白质的甘氨酸含量很低。半胱氨酸和酪氨酸在体内可分别由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量可分别减少30％和50％。所以半胱氨酸和酪氨酸称为条件必需氨基酸或半必需氨基酸。
四、氨基酸模式及限制氨基酸
(一)氨基酸模式
氨基酸模式是指某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。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。人体所需蛋白质来源于多种食物，凡蛋白质氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式接近的食物，其必需氨基酸在体内的利用率就高，反之则低。例如，动物蛋白质中的蛋、奶、肉、鱼等以及大豆蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质氨基酸模式较接近，从而所含的必需氨基酸在体内的利用率就较高，因此被称为优质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质的氨基本模式与人体蛋白质氨基酸模式最为接近，在比较食物蛋白质营养价值时常作为参考蛋白质。而食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸含量相对较低，导致其他必需氨基酸在体内不能被充分利用而使蛋白质营养价值降低，这些含量相对较低的氨基酸称为限制氨基酸。即由于这些氨基酸的不足，限制了其他氨基酸的利用。其中，含量最低的称第一限制氨基酸，其它的氨基酸以此类推。植物蛋白质中，赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸含量相对较低，所以营养价值也相对较低。
五、肽键与肽链
将氨基酸连接起来的键，称为肽键。肽键(-CO-NH-)是由氨基酸的仪一羧基与相邻氨基酸的仅一氨基脱水缩合而成。蛋白质就是氨基酸以肽键连接在一起，并形成一定空间结构的大分子。由两个以上氨基酸以肽键相连接成的化合物称肽。例如由甘氨酸和丙氨酸组成的肽，称二肽；由3 个氨基酸组成的3 肽，称三肽；通常将10 个以下氨基酸组成的肽叫寡肽；11 个以上氨基酸组成的肽称多肽。多肽和蛋白质之间没有严格区别，它们都是氨基酸的多聚物。多肽是指含氨基酸数目较少的多聚物，蛋白质则是含氨基酸数目较多的多聚物。
六、氨基酸在食物营养中的作用
1．蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的
作为机体内第一营养要素的蛋白质，它在人体内并不能直接被利用，而是通过变成氨基酸后被利用。就是它在人体的胃肠道内并不直接被人体吸收，而是在胃肠道中经过多种消化酶的作用，将蛋白质分解为多肽或氨基酸后，在小肠内被吸收，沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝脏内进行分解或合成蛋白质；另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官，任其选用，合成各种特异性的组织蛋白质。在正常情况下，氨基酸进入血液中与其输出速度几乎相等，所以正常人血液中氨基酸含量相当恒定。饱餐蛋白质后，大量氨基酸被吸收，血中氨基酸水平暂时升高，经过6～7小时后，含量又恢复正常。说明体内氨基酸代谢处于动态平衡，以血液氨基酸为其平衡枢纽，肝脏是血液氨基酸的重要调节器。所以，食物蛋白质经消化分解为氨基酸后被人体所吸收，抗体利用这些氨基酸再合成自身的蛋白质。人体对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。
2．起氮平衡作用
当每日膳食中蛋白质的质和量适宜时，摄入的氮量由粪、尿和皮肤排出的氮量相等，称之为氮的总平衡。实际上是蛋白质和氨基酸之间不断合成与分解之间的平衡。正常人每日食进的蛋白质应保持在一定范围内，突然增减食入量时，机体尚能调节蛋白质的代谢量维持氮平衡。食入过量蛋白质，超出机体调节能力，平衡机制就会被破坏。完全不吃蛋白质，体内组织蛋白依然分解，持续出现负氮平衡，如不及时采取措施纠正，终将导致抗体死亡。
3．转变为糖或脂肪
氨基酸分解代谢所产生的a－酮酸，随着不同特性，循糖或脂的代谢途径进行代谢。a－酮酸可再合成新的氨基酸，或转变为糖或脂肪，或进入三羧循环氧化分解成CO2和H2O，并放出能量。
4．参与构成酶、激素、部分维生素
酶的化学本质是蛋白质，例如淀粉酶、胃蛋白酶、胆碱脂酶、碳酸酐酶、转氨酶等。含氮激素的成分是蛋白质或其衍生物，如生长激素、促甲状腺激素、肾上腺素、胰岛素、促肠液激素等。有的维生素是由氨基酸转变或与蛋白质结合存在。酶、激素、维生素在调节生理机能、催化代谢过程中起着十分重要的作用。
5．人体必需氨基酸的需要量
成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%—37%。
七、在医疗中的应用
氨基酸在医药上主要用来制造复方氨基酸输液，也用作治疗药物和用于合成多肽药物。目前用作药物的氨基酸有一百几十种，其中包括构成蛋白质的氨基酸有20种和构成非蛋白质的氨基酸有100多种。
由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及“要素饮食”疗法中占有非常重要的地位，对维持危重病人的营养，抢救患者生命起积极作用，成为现代医疗中不可少的医药品种之一。
谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、L－多巴等氨基酸单独作用治疗一些疾病，主要用于治疗肝病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等。此外氨基酸衍生物在癌症治疗上出现了希望。
八、与衰老的关系
老年人如果体内缺乏蛋白质分解较多而合成减慢。因此一般来说，老年人比青壮年需要蛋白质数量多，而且对蛋氨酸、赖氨酸的需求量也高于青壮年。60岁以上老人每天应摄入70克左右的蛋白质， 而且要求蛋白质所含必需氨基酸种类齐全且配比适当的这样优质蛋白，延年益寿。
