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℃，本领低于200℃的高温，具有很强的抗氧化性、保湿性。其水合式溶于水、甲醇和乙醇，微溶于乙醚。室温下在空气中极易吸潮而潮解，其味甘甜。分子结构有2个特点：一是电荷在分子内分布呈中性；二是具有3个活性甲基。
目前，市场上常见的甜菜碱主要有无水甜菜碱、甜菜碱盐酸盐、复合甜菜碱。
无水甜菜碱即天然甜菜碱，其提取以制糖过程中产生的废糖蜜（含甜菜碱3%-8%）为主要原料，离子排斥提取法为提取工艺。经用水洗脱色谱柱，盐、糖及甜菜碱依次洗脱得以分离，收集甜菜碱洗脱液，经蒸发、结晶和分离等可得纯度为98%的无水或一水甜菜碱，回收率70%-80%。
复合甜菜碱含有玉米芯粉等载体，有效成分含量较低，但其吸湿性与无水甜菜碱相比大大降低，在饲料中尤其是水产料中具有缓释性。
盐酸盐甜菜碱中含有24%左右的盐酸成分，pH值在1-2之间，在饲料中添加具有补充胃酸的作用，但其具有苦涩味适口性很差，并且容易腐蚀设备。
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