甜菜碱化学名为三甲基甘氨酸或三甲胺乙内酯，分子式为C5H11NO2，相对分子质量117.15。属两性化合物，在水溶液中呈中性，白色棱状或叶片状结晶，熔点293℃，能耐低于200℃的高温，具有很强的抗氧化性、保湿性。

甜菜碱能够降低育肥猪皮下脂肪组织的乙酰CoA羧化酶（ACC）、脂肪酸合成酶（FAS）和苹果酸酶（ME）的活性。ACC活性降低导致丙二酰单酰CoA合成减弱，丙二酰单酰CoA的含量可调节脂肪酸转运进入线粒体的效率，FAS和ME是合成NADPH的关键酶，二者活性降低将抑制NADPH合成，从而减弱脂肪合成。

甜菜碱能够显著提高机体生长激素（GH）和胰岛素样生长因子Ⅰ（IGF-Ⅰ），从而促进了组织中蛋白质的沉积，提高胴体瘦肉率。另外，添加甜菜碱提高了肝和腺垂体中环腺苷酸（CAMP）的含量，第二信使水平提高，促进基因转录并通过激活依赖CAMP-蛋白激酶，催化蛋白质磷酸化，从而使能量动员增加并促进蛋白酶分泌。蛋白质的生物合成是以mRNA为模板进行的，而以DNA为模板转录成RNA必须经过加工和修饰作用，对其甲基化是一种重要的修饰作用。

甜菜碱含量不足，甘氨酸和丝氨酸将经过磷脂化途径可以形成甜菜碱，消耗体内氨基酸。饲粮中添加甜菜碱不仅可以节约蛋氨酸用量、增加体内胆碱、肉碱等载体蛋白的含量，而且其代谢可产生赖氨酸、甘氨酸、丝氨酸。冯杰和怀明燕等报道，甜菜碱使生长肥育猪血清中游离蛋氨酸、精氨酸、缬氨酸、亮氨酸、甘氨酸和丝氨酸的含量呈上升趋势。

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