L-丙氨酸是天然、绿色的食品添加剂，可增强鲜味，调和咸味和酸味，缓和辣味、苦味和涩味等，起到柔和食品整体口感的作用，还具有诱发出食物素材本身美味的效果，并且不含钠离子，更加安全健康。丙氨酸广泛添加至鱼露、酱油、咸味香精、清酒等产品，还可用于咸菜、海产品等的生产。
L-丙氨酸是蛋白质中含量高的氨基酸之一，具有特殊的甜味和香味，能与其他呈香味的物质混合，使之显出更的香味。与其他增味剂相比，L-丙氨酸*之处在于其参与体内氨基的循环、氨基酸与糖元的转换，具有重要的应用价值，也是构成食物美味的要素。
丙氨酸常与L-谷氨酸钠、甘氨酸一起作为美味调味料使用，丙氨酸还有缓冲酸碱、螯合重金属以及防止其他氨基酸褐变的作用，已在日本、韩国等国家普遍用作营养强化剂和调味剂。
L-丙氨酸是合成维生素B6、丙谷二肽等重要医药的原料，作为营养强化剂或补充剂，可用于制备氨基酸注射液，同时也是抗菌药氧氟沙星、高血压治疗药依那普利以及新型丙肝治疗药索非布韦、新型多发性硬化症治疗药醋酸格拉替雷等的重要原料。
L-丙氨酸是天然、健康的护肝配方成分，能有效降低酒精中毒的程度，可用于配制护肝解酒和抗疲劳的保健品。研究表明，L-丙氨酸在药物缓释剂领域、糖尿病药物领域和原发性肝癌药物领域也具有巨大的潜在应用空间。
日化领域
L-丙氨酸可用于合成绿色环保的温和氨基酸表面活性剂。相较于传统的表面活性剂，此类温和氨基酸表面活性剂在达到传统的有机化学表面活性剂的相同效果的同时，对环境友好，对人体健康，具有良好的去污、乳化、渗透能力，以及优良的爽肤、保湿能力，适用于敏感性皮肤及婴幼儿。
L-丙氨酸可用于生产新型绿色螯合剂。传统螯合剂主要是三聚磷酸钠（STPP）和乙二胺四乙酸（EDTA），STPP进入湖泊和河流会导致水体富营养、藻类大量繁殖，从而破坏整个水体生态系统，EDTA不易生物降解，在水体中长期存在，扩大重金属对水体和土壤的污染。STPP和EDTA在欧美发达国家正逐步被限用或禁用。
其他领域
L-丙氨酸作为一种机体需要的氨基酸，在动物体内氨基酸代谢方面具有非常重要的意义。在动物饲粮中添加一定量的L-丙氨酸，可以促进动物生长，缓解应激以及预防疾病；L-丙氨酸可用于制备新型环保的除草剂及其他农药产品；L-丙氨酸还可作为单体化合物用于制备可降解生物材料。在上述各领域中，L-丙氨酸已在欧盟被认可并广泛使用。
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