甜菜碱种类非常多，均具有两性离子的特性，即不同的原子具有正负电荷，但化合物总体为中性。第一种这样的化合物于19世纪在甜菜中被发现(因此得名甜菜碱)，其正确的化学名称是三甲基甘氨酸，也被称为甘氨酸甜菜碱。由于甜菜碱是甘氨酸的甲基衍生物，它包含三个化学活性的甲基基团(CH3)。这一属性使甜菜碱具备了其两大生物功能之一，即作为甲基提供者。甜菜碱的第二个作用是作为天然有机渗透调节物质，参与调节水的渗透，维持生物膜的水平衡。

甜菜碱可以用作抗脂肪肝剂。在一些研究中，在饲料中仅添加0.125%的甜菜碱，生长猪胴体脂肪沉积即可减少15%。最后，甜菜碱已被证明可以提高营养成分的消化率，这是因为它为肠道细菌提供了渗透保护，使胃肠道环境更为稳定。在缺水时可过量饮食甜菜碱，这不是利用其甲基供体的功能，而是利用甜菜碱来调节细胞的水合作用。在热应激的状态下，细胞的反应是聚集无机离子，如钠、钾、氯以及甜菜碱这样的有机渗透剂。在这种情况下，由于甜菜碱没有导致蛋白质失去稳定性的负面影响，因此是最有效的化合物。作为渗透调节物质，在机体缺水的状态下，甜菜碱可以保护肾脏免受高浓度电解质和尿素的危害，改善巨噬细胞的功能，调节肠道中的水分平衡。

毫无疑问，甜菜碱对缺水的动物最有益。其中包括：热应激动物，尤其是夏季的肉鸡；哺乳母猪，他们喝的水几乎总是不足以饮用；所有喝盐水的动物。研究表明向饲料中添加甜菜碱可以节省昂贵的胆碱。作为甲基供体，甜菜碱还可以代替价格昂贵的蛋氨酸。因此，饲料中添加甜菜碱可以减少对蛋氨酸和胆碱的需要。

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