食品蛋白质中，按照人体的需要及其比例关系相对不足的氨基酸称为限制性氨基酸。限制性氨基酸是指一定饲料或饲粮所含必需氨基酸的量与动物所需的蛋白质必需氨基酸的量相比，比值偏低的氨基酸。由于这些氨基酸的不足，限制了动物对其他必需和非必需氨基酸的利用。

由于含量偏低而在蛋白质营养价值上地位十分重要的氨基酸，被人们习惯地称作为“限制性氨基酸”。其中，偏低最多的氨基酸，又称作为第一限制性氨基酸。依偏低程度类推，还有第二限制性氨基酸、第三限制性氨基酸等。有的氨基酸在饲料中普遍缺乏，又不能由任何氨基酸转换或合成，使蛋白质的营养受到限制。对蛋鸭而言，蛋氨酸为第一限制性氨基酸，赖氨酸为第二限制性氨基酸，色氨酸为第三限制性氨基酸。例如，某日粮中，其他氨基酸都很充裕，但蛋氨酸只能满足需要量的60%，则所有的氨基酸也只能利用60%，剩余的40%在肝脏中进行脱氨，并合成尿素，随尿排出体外，造成了蛋白质的浪费。

饲料蛋白质中常将赖氨酸、蛋氨酸或色氨酸分别称为第一、第二和第三限制性氨基酸。限制了其他氨基酸的利用和蛋白质生物学价值。在日粮的配制中首先考虑到第一、第二和第三限制性氨基酸的需求量。

在饲料工业中应用广泛的限制性氨基酸主要是蛋氨酸、赖氨酸，另外色氨酸、苏氨酸、缬氨酸等也随着研究的深入而逐步应用于配合饲料生产中。

蛋白质的种类不同，其具有的营养价值一般也不相同。蛋白质的营养价值，主要决定于它能在多大的程度上满足机体的总氮平衡或正氮平衡和必需氨基酸的需要。一般来讲，对于量的保证要容易些，大多数情况下，只需要提供给足够的蛋白质就可以了。但是，质的要求，则必须参照机体的需要以及蛋白质本身所能提供的必需氨基酸盼量两个方面的情况才能加以保证。只有当食物蛋白质所含有的必需氨基酸的种类、含量及其比例与机体更相接近时，食物蛋白质具有的营养价值才最高。

一般营养价值低的蛋白质，主要是由于某些氨基酸的含量不够或很少造成的。首先由Osborn和Mendel在实验上给予了证明的植物性蛋白质的营养价值大多比动物性蛋白质的为低的原因就在于此。所以，当有意识地向食物中添加含量不够或很少的氨基酸成分后，蛋白质的营养价值就会得以改变，大大地提高。就是这些“限制性氨基酸”，使得植物性蛋白质的营养价值降低。一些常见植物蛋白质中的限制性氨基酸主要是赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸。

在个别氨基酸的代谢中仅简单介绍三个限制性氨基酸的代谢。

赖氨酸在体内代谢生成戊二酰辅酶A(乙酰乙酰辅酶A)，乙酰乙酰辅酶A的进一步代谢可能有两条去路，一是生成乙酰辅酶A，二是少量生成Q一酮戊二酸参与代谢。

蛋氨酸(含硫氨基酸) 畜禽体内有三种含硫氨基酸，即半胱氨酸、胱氨酸和甲硫氨酸(蛋氨酸)，最后代谢为牛磺酸。含硫氨基酸在分解代谢时都可生成丙酮酸，故为生糖氨基酸，其中的硫则氧化为硫酸，这就是蛋白质分解时产生硫酸的原因。

色氨酸经过氧化及脱羧基后，转变成5一羟色胺，存在于脑组织中，胃肠、血液中也有少量，其生理作用是使微血管收缩和血压升高，它也是神经递素，当色氨酸代谢失调时可引起神经系统的功能障碍。色氨酸氧化后还可转变为尼克酸，尼克酸是合成烟酰胺腺嘌呤二核甙酸(NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核甙酸磷酸盐(NADP)的一个前体，NAD和NADP是不需氧脱氢酶的辅酶，参加体内各种氧化还原反应。