L-精氨酸用作醫藥原料及食品添加劑、氨基酸類藥。

營養增補劑；調味劑。 與糖進行加熱反應(氨基-羰基反應)可獲得特殊的香味物質。GB 2760-2001規定為允許使用的食品用香料。 氨基酸輸液及綜合氨基酸制劑的重要成分。

精氨酸是維持嬰幼兒生長發育必不可少的氨基酸。它是鳥氨酸循環的中間代謝物，能促使氨轉變成為尿素，從而降低血氨含量。它也是精子蛋白的主要成分，有促進精子生成，提供精子運動能量的作用。精氨酸，能刺激垂體釋放生長激素，可用于垂體功能試驗。

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