甜菜堿最早在19世紀60年代由德國化學(xué)家從甜菜中提取，它是甘氨酸的三甲基衍生物，分子式為C5H11NO2，相對分子量為117.15。甜菜堿為黃色或白色晶體，味甘甜、微苦，在200 ℃下性質(zhì)較穩(wěn)定，易溶于水與醇類有機溶劑，遇強堿分解為三甲胺。作為兩性季銨型生物堿，其分子結(jié)構(gòu)的兩大特性為分子內(nèi)部電荷呈中性和含3個活性甲基。

甜菜堿會影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。在豬及家禽中的研究發(fā)現(xiàn)，甜菜堿可以改善回腸或者總消化道對干物質(zhì)或有機物的消化率。將肉雞飼糧中甜菜堿添加水平從0.05%提高到0.10%可以改善粗蛋白質(zhì)的消化率，并顯著提高粗纖維的消化率。仔豬上的研究發(fā)現(xiàn)，甜菜堿能提高氨基酸的回腸消化率，增加回腸和總消化道中的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的消化率。由于豬和家禽的腸道細胞并不會生成纖維降解酶，消化道纖維消化能力的提高表明甜菜堿可能會刺激腸道微生物對纖維的發(fā)酵。

滲透調(diào)節(jié)作用是指通過調(diào)節(jié)水分進出維持細胞的結(jié)構(gòu)及功能。甜菜堿作為滲透調(diào)節(jié)劑，在維持腸細胞形態(tài)及功能方面發(fā)揮重要作用。細胞內(nèi)水分含量的改變會影響離子強度，進而影響細胞內(nèi)酶及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。甜菜堿通過在遭受滲透壓及離子壓力細胞的細胞器中積累，替代無機離子，進而保護細胞內(nèi)的酶及細胞膜免遭無機離子的破壞。甜菜堿還能增加細胞的體積及高滲透壓下細胞內(nèi)自由水的含量，從而維持細胞的正常增殖能力。由于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收依賴完整的腸道上皮，甜菜堿的滲透調(diào)節(jié)作用也可能改善營養(yǎng)物質(zhì)的消化。與腸細胞相似，腸道微生物也暴露在各種滲透狀況下，甜菜堿在許多革蘭氏陰性菌及革蘭氏陽性菌中發(fā)揮滲透調(diào)節(jié)作用，幫助微生物抵抗?jié)B透脅迫。

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