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。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。

甜菜碱代谢可产生赖氨酸，为肉碱的合成提供骨架，同时可提供活性甲基作为合成原料，具有增加肉碱合成的能力。肉碱的活性形式为长链脂酞肉碱，即酸不溶肉碱，动物机体内甲基含量增高可促进肉碱向酸不溶肉碱形式转化。长链脂肪酸通过与肉碱结合为脂酰肉碱后才能向线粒体内转运进行β-氧化，肝脏中游离肉碱合成量增多，使脂肪酸的运载增强，从而促进脂肪酸氧化，并由此反馈性地增强了猪不同阶段脂肪分解酶的活力，加快脂肪分解。

胆碱在二酰甘油的参与下可以合成磷脂酰胆碱（PC），后者是构成VLDL等脂蛋白的必需成分，转运过程中胆碱等载体蛋白不足脂肪将会以小滴形式贮存在局部组织和器官中。甜菜碱作为高效的甲基供体可以节约动物体内胆碱的消耗，甜菜碱脱甲基后产生的丝氨酸为胆碱合成提供骨架，并且通过增加活性甲基供体含量为胆碱合成提供甲基。

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