Khi protein được thủy phân thành hỗn hợp các peptide mạch ngắn và một số acid amin thì khả năng tiêu hóa dễ dàng hơn [21, 40]. Do đó, sản phẩm thủy phân protein được sử dụng trong khẩu phần ăn của những bệnh nhân mắc bệnh về đường tiêu hóa như phenylketone niệu [46], dị ứng thực phẩm, các bệnh về gan cấp và mãn tính, viêm dạ dày, viêm ruột [42]… đóng vai trò quan trọng trong dinh dưỡng trị liệu [47].
Hình1.7. Qúa trình hấp thu các acid amin và peptide qua thành ruột
Chính nhờ giá trị dinh dưỡng cao và tính chất dễ tiêu hóa, protein thủy phân là thành phần chính trong các công thức dinh dưỡng dành cho người già [43], vận động viên thể thao [44], bệnh nhân trong thời kỳ dưỡng bệnh hay hồi sức [43], các sản phẩm thức uống giàu năng lượng [50].
Với những tính chất chức năng quan trọng như khả năng hòa tan trong nước và giữ nước, khả năng tạo độ nhớt, khả năng tạo gel, khả năng tạo nhũ, khả năng tạo bọt, khả năng cố định mùi; protein thủy phân ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm.
Bên cạnh những ứng dụng về dinh dưỡng thông thường, thì protein thủy phân còn có nhiều ứng dụng khác nhờ có chứa các peptide có hoạt tính sinh học. Do những tính chất đặc biệt ảnh hưởng đến chức năng sinh lý của cơ thể của các peptide có hoạt tính sinh học nên protein thủy phân được ứng dụng trong dược phẩm và thực phẩm chức năng. Các chức năng đáng chú ý của các peptide sinh học trong protein thủy phân là
làm giảm huyết áp, ảnh hưởng đến hệ thần kinh (giảm căng thẳng, dễ ngủ…) [45], vận chuyển khoáng trong cơ thể, tăng cường miễn dịch (chống vi sinh vật, chống ung thư), chống đông máu, chống oxy hóa [47, 46].