健康成年人和動物所攝入蛋白質的氮總量恰好等于他（或它）從尿和糞丟失的總氮量的狀態。生長中的幼兒或幼畜處于正氮平衡狀態，因為他們攝入的氮比排出的氮多。負氮平衡常是缺乏某種必需氨基酸的結果。動物的必需氨基酸需要的經典測定方法是：喂給成年動物僅缺少待測試必需氨基酸的完全食物，測定每日食物中的氮含量和從尿和糞中排出的氮總量，脫落的頭發和皮膚細胞以及出汗所損失的微量氮不計。根據食物蛋白質的必需氨基酸含量和消化難易可以衡量蛋白質的生理價值。規定含有適當比例的全部必需氨基酸，而且能被完全消化吸收的蛋白質具有最高的生理價值（100），而完全缺少1種必需氨基酸的蛋白質的生理價值為零。若某種蛋白質的生理價值極低，則為了提供最少量的必需氨基酸，該種蛋白質的消耗量就要大大增加，其中他種氨基酸的消耗量就會大大超過生物合成身體蛋白質的需要。多余的氨基酸將在肝中脫氨并轉變成糖原或脂肪，或作為燃料而被氧化。據測定，動物蛋白質（如肉、蛋、奶的蛋白質）的生理價值比植物蛋白質（如大米、小麥等糧食作物的蛋白質）的生理價值大。這不僅因為植物蛋白質往往缺乏某種或某幾種必需氨基酸，而且消化不完全。這不是說植物蛋白質不是好食物，而是說不宜單一地攝入某種植物蛋白質。某些植物蛋白質能彼此互補，如谷物蛋白質缺乏賴氨酸而含有適量的色氨酸；豆類蛋白質則含適量賴氨酸而色氨酸含量低，單獨食用，二者的生理價值都不高。谷物和豆類的混合物可以提供必需氨基酸的適量供應。食用豆飯、豆粥或在玉米面窩頭中添加豆粉都是可推薦的做法。這些植物蛋白質混合食用后的生理價值幾乎與奶相同。

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