Os aminoácidos possuem ampla aplicação industrial, sendo que aproximadamente 66% da sua produção se destina ao uso na indústria de alimentos, onde são aplicados como potencializadores de sabor, conservantes e para aumento do valor nutricional dos alimentos.

Consistem em moléculas orgânicas formadas por cadeias de carbono, ligadas a átomos de hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, contendo um grupo carboxila e um grupo amina. São classificados em essenciais e não essenciais.

Os essenciais, ou indispensáveis, são aqueles que o organismo humano não consegue sintetizar, devendo ser obrigatoriamente ingeridos através de alimentos para que não ocorra a desnutrição. A ingestão satisfatória de aminoácidos pode ser feita através da alimentação ou da suplementação, tanto na forma de alimentos fortificados como de suplementos propriamente ditos, geralmente populares entre atletas e pessoas com alta atividade física. As principais fontes de aminoácidos são a carne, o leite e o ovo.

Os não essenciais, ou dispensáveis, são aqueles que o organismo humano consegue sintetizar a partir dos alimentos ingeridos. Os α-aminoácidos são todos os compostos sólidos incolores, sendo a maioria de sabor amargo, outros de sabor doce e alguns insípidos. Com exceção da glicina, que é solúvel em água, os demais apresentam solubilidade variável.

Na natureza existem cerca de 200 aminoácidos, mas apenas 21 são metabolizados pelo organismo humano: oito são chamados essenciais e 13 são chamados não essenciais. Os oito aminoácidos essenciais são: leucina, isoleucina, valina, triptofano, metionina, fenilalanina, treonina e lisina (a histidina é um aminoácido essencial na infância). Os 13 não essenciais são: alanina, arginina, ácido aspártico, asparagina, ácido glutâmico, cistina, cisteína, glicina, glutamina, hidroxiprolina, prolina, serina e tirosina.

Entre os aminoácidos essenciais existem três - leucinas, isoleucina e valina - que apresentam estrutura em forma de cadeia ramificada e, por isso, são denominados aminoácidos de cadeia ramificada ou BCAAs (Branched Chain Aminoacids). Esses aminoácidos contribuem consideravelmente para o aumento da resistência física, pois durante as atividades de longa duração são utilizados pelos músculos para fornecimento de energia.

Comercialmente, os principais aminoácidos são: alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, cistina, ácido glutâmico, glutamina, glicina, histidina, hidroxiprolina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, prolina, serina, treonina, triptofano, tirosina e valina.

Na indústria de alimentos, vários aminoácidos ou seus derivados são usados como intensificadores de sabor. Quando se examina o sabor dos aminoácidos, doce e amargo, nota-se que para muitos deles a forma isômera L é amarga, enquanto a forma D é doce. Além disso, os grupos hidrofóbicos da cadeia lateral dos aminoácidos, como D-valina, D-leucina, D-triptofano e D-fenilalanina, são envolvidos na intensidade do gosto doce, o qual é maior do que nos D-alanina ou D-glicina. O sabor umami é eliminado após a acetilação do grupo amino ou após a esterificação do grupo carboxila e quando o hidrogênio em α é substituído por um grupo metila.

Os aminoácidos amargos produzem sabores desagradáveis em alimentos. Os hidrofóbicos são responsáveis pelo sabor amargo, sendo os principais a L-fenilalanina, L-tirosina, L-leucina, L-valina e L-isoleucina. A forma enantiomérica não produz a mesma sensação. Os aminoácidos na forma L são bem mais amargos do que na forma D, quando são muitas vezes doces.

Os aminoácidos com cadeia lateral sulfurada são geralmente percebidos como sem sabor, com exceção da metionina, que apresenta um certo grau de amargura.

Dos aminoácidos na forma L de tRNA conhecido, somente seis apresentam sabor doce. Somente a L-alanina e a glicina têm poder adoçante significativo. Suas polaridades não parecem ser essenciais, já que a treonina, a serina e a glicina são polares, enquanto a alanina é polar. O poder adoçante de aminoácidos hidrofóbicos na forma D é maior do que o da sacarose. Alguns aminoácidos doces podem propiciar o sabor característico da carne de certos animais; a glicina, por exemplo, reproduz o sabor do caranguejo e lagosta.

Nenhum aminoácido é salgado e este sabor aparece somente a nível peptídico da estrutura proteica. Não obstante, observa-se um sabor salgado na prolina e no cloridrato de lisina, em particular.

Somente os aminoácidos na forma ácida, como o ácido aspártico e glutâmico, têm sabor ácido quando estão na forma dissociada; é o caso da maior parte dos alimentos com pH ligeiramente ácido.

Os aminoácidos com sabor umami são representados pelos sais de sódio dos aminoácidos na forma ácida. Seu sabor é definido como uma mistura que é doce, porém com sabor de carne ou gosto de caldo de galinha.

Os aminoácidos também são comumente usados como conservantes em alimentos e bebidas. Sucos de frutas são frequentemente preservados com o uso de cisteína como antioxidante. O triptofano também é usado com histidina como antioxidante para preservar o leite em pó. A fenilalanina e o ácido aspártico são combinados para produzir o dipeptídeo aspartame. O aspartame é aproximadamente 200 vezes mais doce que a sacarose e é frequentemente usado como uma alternativa de baixa caloria ao adoçante artificial em refrigerantes.

Alguns produtos são frequentemente suplementados com determinados aminoácidos para aumentar o seu valor nutricional. Muitos produtos vegetais são deficientes em certos aminoácidos que podem ser introduzidos para fornecer nutrientes extras para melhorar a saúde. Por exemplo, o pão pode ser enriquecido com lisina e os produtos de soja podem ser enriquecidos com metionina.

A suplementação com aminoácidos também é um consenso no mundo dos esportes profissionais e também entre todos que praticam atividades físicas. Entre as funções desempenhadas pelos aminoácidos destaca-se a construção dos músculos. Os tecidos musculares são formados por duas proteínas principais, actina e miosina. Os mais relevantes componentes destas duas proteínas são a leucina, isoleucina e valina, chamados aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA), devido as suas estruturas moleculares. Os BCAA representam aproximadamente 35% dos aminoácidos essenciais contidos nas mioproteínas. A suplementação com os BCAA aumenta a disponibilidade destes aminoácidos, poupando o tecido muscular da degradação catabólica, devido a intensidade do esforço físico, diminuindo a perda do tecido muscular. Já a leucina, especificamente, apresenta a propriedade de ativar o mecanismo de síntese proteica, promovendo o aumento da massa muscular.

A suplementação com aminoácidos também melhora o condicionamento/recuperação da fadiga. Com a prática de exercícios vigorosos ou corridas longas, o organismo começa a decompor as proteínas e a consumir os BCAA. Na realidade, o nível dos BCAA na corrente sanguínea pós-competição diminui cerca de 20% devido ao seu consumo intramuscular em esportes desgastantes, como maratonas, por exemplo. Isto mostra que exercícios vigorosos consomem e danificam os tecidos musculares. A suplementação com BCAA no momento adequado, antes ou durante a atividade esportiva, reduz os danos musculares e inibe a diminuição da força muscular. O fornecimento suficiente de BCAA permite armazenar fontes adicionais de energia, mantendo o condicionamento por um longo tempo. Além disso, a ingestão de suplementos de BCAA imediatamente após a atividade esportiva, ou antes do repouso, auxilia a recuperação dos músculos danificados e previne sintomas como dores causadas por lesões musculares.

Outro benefício da suplementação com aminoácidos é a melhora da resistência física. Os BCAA também têm a função de impedir a produção do ácido láctico, uma substância que causa a fadiga. Na prática de exercício, há aumento do nível de ácido láctico no sangue. Portanto, o pH nos músculos diminui, causando dificuldade na contração. A suplementação com BCAA inibe a elevação do nível de ácido láctico no sangue, mesmo durante a prática de exercícios vigorosos.

Os aminoácidos também são utilizados em combinação. A L-cisteína melhora a qualidade do pão durante o processo de cocção e atua como um antioxidante nos sucos de frutas. O L-triptofano, combinado com a L-histidina, atua também como antioxidante e é utilizado para evitar a rancificação do leite em pó.

O aspartame (L-aspartil - L-fenilalanina metil - éster), produzido a partir de L-fenilalanina e ácido L-aspártico, é utilizado como edulcorante de baixa caloria em bebidas não alcoólicas.

A glicina possui propriedades antioxidantes, bactericidas e de intensificador de aroma e sabor, características amplamente aproveitadas na indústria de alimentos. A glicina também pode ser envolvida nas reações de Maillard e apresenta um certo poder adoçante. Em função disso, é utilizada para mascarar o amargor do aspartame em bebidas de baixas calorias. Pode, ainda, ser aplicada na indústria queijeira, devido a seu efeito bactericida, ou na fase de cura, onde a combinação de glicina com o seu derivado, o glicinato de sódio, oferece forte potencial de retenção de água.

O ácido glutâmico e seus sais derivados (de sódio, potássio, cálcio, amônio ou magnésio), são geralmente designados pelo nome genérico de glutamato. O glutamato é um composto natural encontrado em praticamente todos os alimentos, tais como carnes, peixes, leite (inclusive no leite materno) e um grande número de vegetais. O organismo humano também produz naturalmente o glutamato, o qual é utilizado em várias reações metabólicas necessárias à vida humana. Na natureza, o glutamato pode ser encontrado sob duas formas, ou de forma ligada quando está unido a outros aminoácidos em uma estrutura proteica ou de forma livre. Somente a forma livre apresenta qualidades gustativas e está diretamente relacionada à palatabilidade e aceitabilidade de vários alimentos. Isso explica por que alimentos, como tomate, cogumelo e queijo, os quais contêm naturalmente altos níveis de glutamato, são frequentemente utilizados pelo seu aroma em numerosas preparações culinárias.

O glutamato tem a notável propriedade de intensificar o aroma original de vários alimentos, aumentando assim seu estímulo gustativo. Também contribui na percepção de um aroma balanceado em alimentos, tais como molhos e cozidos. Essas características o tornam adequado para utilização em molhos, delicatessen e produtos salgados, pratos prontos à base de carne, peixe e legumes, sopas e caldos, molhos culinários e vários produtos à base de carne ou peixe.