甜菜堿(betaine)又名甘氨酸三甲基內鹽，是一種無毒、無害的天然化合物一季胺型生物堿。呈白色棱粒狀或葉片狀結晶，分子式C5H12NO2，分子量為118，熔點293℃。其味甘甜，是一種類似于維生素的物質。它具有很強的保濕性，室溫下極易吸濕而潮解。水合式溶于水，溶于甲醇和乙醇，微溶于乙醚。甜菜堿化學結構牢固，可耐200℃高溫，并具有很強的抗氧化性。經毒性試驗證明，甜菜堿屬于無毒產品。Du Vigneaud(1939)發(fā)現，甜菜堿在動物代謝中可部分代替蛋氨酸和膽堿提供活性甲基，并證實具有甲基供體功能的營養(yǎng)素還有膽堿和蛋氨酸。

機體的長鏈脂肪酸的氧化是在細胞線粒體中進行的，而長鏈脂肪酸和酯酰coA難以通過線粒體內膜，必須有載體肉堿的參與。甜菜堿能促使肝臟中肉堿的合成量增多，使脂肪酸的運載增強，促進脂肪和肌細胞線粒體內脂肪酸的β-氧化，并由此反饋性地增強了豬不同階段脂肪分解酶的活力，加強了脂肪的分解，使體內脂肪沉積相對減少。甜菜堿明顯降低蘋果酸脫氫酶(MDH)的活性，而對葡萄糖-6-磷酸脫氨酶(G-6-P)和異檸檬酸脫氨酶(ICD)的作用影響不顯著，即具有穩(wěn)定MDH的作用，使其活性不致因脂肪分解作用而大幅度的改變。而對于仔豬，由于皮下脂肪組織內此三種酶的含量少，甜菜堿有降低其活性的趨勢，但影響不顯著，因此甜菜堿減少體脂主要通過增強脂肪分解的途徑，達到降低胴體脂肪的效果。這與甜菜堿在肥育豬上通過抑制脂肪合成，加速脂肪分解兩方面起作用存在差異。

在提供甲基的作用方面，甜菜堿可完全替代蛋氨酸。蛋氨酸一方面作為底物用于合成蛋白質，另外作為高效甲基供體參與機體甲基代謝。甜菜堿可以提高肝臟中甜菜堿-高半胱氨酸甲基轉移酶活性，同時自身也提供高效活性甲基，使蛋氨酸脫甲基產物-高半胱氨酸甲基化重新生成蛋氨酸，由此以有限數量的蛋氨酸為載體，以甜菜堿為甲基源不斷的為機體代謝提供甲基，從而使得大部分蛋氨酸用于合成蛋白質，可以節(jié)約蛋氨酸，提高利用效率，同時，甜菜堿轉甲基后進一步降解，產生絲氨酸及甘氨酸，從而使血液中氨基酸濃度升高(Kamoun，1986)。馮杰等(2001)研究發(fā)現，甜菜堿使血清中游高蛋氨酸、絲氨酸、甘氨酸含量呈上升趨勢，Puchala等在對羊的試驗效果與此相似。甜菜堿可以增加血清中精氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、甘氨酸等氨基酸及血清中氨基酸總量，從而刺激生長激素的分泌;甜菜堿可能通過旺盛的甲基代謝，促進天冬氨酸向N-甲基天冬氨酸(NMA)轉化，而NMA可刺激下丘腦合成和分泌生長激素釋放激素，從而提高機體生長激素的水平。

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