膳食中的蛋白質消化從胃開始。胃酸先使蛋白質變性，胃蛋白酶可分解蛋白質。但蛋白質消化的主要場所在小腸，由胰腺分泌的胰蛋白酶和糜蛋白酶使蛋白質在小腸中被分解為氨基酸和部分二肽和三肽，在小腸肽酶作用下進一步分解為氨基酸後被吸收。 氨基酸通過小腸粘膜細胞是由三種主動運輸係統來進行的。它們分別轉運中性、酸性和堿性氨基酸。如亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸有共同的轉運係統，若過多地向食物中加入亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸吸收就會減少，從而造成食物蛋白質的營養價值下降。