Végétarisme
Les protéines sont des polymères constitués de molécules plus petites, les acides aminés. Il existe vingt acides aminés différents dont neuf sont dits essentiels chez les humains adultes (onze chez les nourrissons). Ces acides aminés essentiels ne peuvent être synthétisés par l'organisme à partir d'autres molécules et doivent être apportés par l'alimentation. Pratiquement toutes les protéines, qu'elles soient animales ou végétales, contiennent les vingt acides aminés, donc en particulier les neuf acides aminés essentiels, mais les céréales (blé, riz, maïs…) tendent à être pauvres en lysine et isoleucine et les légumineuses (haricots, lentilles, petits pois, pois chiches…) pauvres en méthionine et tryptophane. Cependant, il s'agit de généralités : le soja est une légumineuse mais il est assez riche en méthionine et l'on connaît certaines variétés de maïs à haute teneur en lysine (comme la variété opaque-2).
Céréale entière
Les protéines de céréales sont de qualité médiocre, en raison d'insuffisance en acides aminés essentiels, principalement en lysine. La supplémentation des céréales avec des protéines d’autres sources alimentaires (principalement des légumineuses) est couramment utilisée pour compenser cette insuffisance. Si un seul acide aminé est en quantité trop faible, il entraîne le gaspillage des autres dans les synthèses protéiques, ce qui est particulièrement important pendant la période de croissance. En revanche, les protéines des pseudo-céréales ont une valeur nutritionnelle élevée, proche de celles de la caséine (principale protéine du lait). Le quinoa et l'amarante sont les grains les plus nutritifs en raison de leur teneur élevée en protéines et de la qualité de ces dernières, ainsi que de leurs niveaux élevés de lysine et d'autres acides aminés essentiels. Les céréales mineures qui comportent un gluten différent et les pseudo-céréales sont une bonne alternative aux céréales contenant du gluten pour les personnes qui doivent suivre un régime sans gluten.