健康成年人和动物所摄入蛋白质的氮总量恰好等于他（或它）从尿和粪丢失的总氮量的状态。生长中的幼儿或幼畜处于正氮平衡状态，因为他们摄入的氮比排出的氮多。负氮平衡常是缺乏某种必需氨基酸的结果。动物的必需氨基酸需要的经典测定方法是：喂给成年动物仅缺少待测试必需氨基酸的完全食物，测定每日食物中的氮含量和从尿和粪中排出的氮总量，脱落的头发和皮肤细胞以及出汗所损失的微量氮不计。根据食物蛋白质的必需氨基酸含量和消化难易可以衡量蛋白质的生理价值。规定含有适当比例的全部必需氨基酸，而且能被完全消化吸收的蛋白质具有最高的生理价值（100），而完全缺少1种必需氨基酸的蛋白质的生理价值为零。若某种蛋白质的生理价值极低，则为了提供最少量的必需氨基酸，该种蛋白质的消耗量就要大大增加，其中他种氨基酸的消耗量就会大大超过生物合成身体蛋白质的需要。多余的氨基酸将在肝中脱氨并转变成糖原或脂肪，或作为燃料而被氧化。据测定，动物蛋白质（如肉、蛋、奶的蛋白质）的生理价值比植物蛋白质（如大米、小麦等粮食作物的蛋白质）的生理价值大。这不仅因为植物蛋白质往往缺乏某种或某几种必需氨基酸，而且消化不完全。这不是说植物蛋白质不是好食物，而是说不宜单一地摄入某种植物蛋白质。某些植物蛋白质能彼此互补，如谷物蛋白质缺乏赖氨酸而含有适量的色氨酸；豆类蛋白质则含适量赖氨酸而色氨酸含量低，单独食用，二者的生理价值都不高。谷物和豆类的混合物可以提供必需氨基酸的适量供应。食用豆饭、豆粥或在玉米面窝头中添加豆粉都是可推荐的做法。这些植物蛋白质混合食用后的生理价值几乎与奶相同。