甜菜碱天然存在于很多植物中，例如菠菜、麦芽、蘑菇和水果等,也存在于部分动物体内,例如龙虾的螯、章鱼、鱿鱼以及水生甲壳类动物,甚至在人体肝脏中也含有此类物质。

在实验中，稀释的溶液中，一个水分子能暂时占据甜菜碱两性离子的中间，很容易的把自身携带的水分子释放到周边的液体中去，不同于保湿剂（甘油）一样固定水分子，甜菜碱是允许水分子完全被全活细胞利用吸收。水分子在甜菜碱附近停留的时间比其他保湿剂停留的时间短，所以说他是真正意义上的水分子携带者。

众所周知水是所有生物细胞的基本元素，所有细胞都含有85%~95%得水，水分可以依靠活跃的渗透质透过细胞进行渗透和扩散。 而甜菜碱就是一种最主要的有机渗透质，实验证明环境中演的含量越高同时干燥，生物细胞中甜菜碱的含量越高，用来平衡细胞体积和水分的平衡。 在外界高渗透压力如皮肤表层脱水和紫外线照射下，会引起皮肤细胞内渗透质的大量流失，从而造成细胞凋亡，而甜菜碱渗透质就能明显的抑制这一过程，在洗护用品中，就是因为这种有机渗透质，通过皮肤角质层渗透进来保护细胞的平衡，增加表层皮肤含水量的作用。 甜菜碱独特的保湿机理性能要优于其他的保湿剂透明质酸钠，氨基酸，甜菜碱在低浓度下依然可以达到持久保湿的效果。

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