甜菜堿化學名為三甲基甘氨酸或三甲胺乙內酯，分子式為C5H11NO2，相對分子質量117.15。屬兩性化合物，在水溶液中呈中性，白色棱狀或葉片狀結晶，熔點293℃，能耐低于200℃的高溫，具有很強的抗氧化性、保濕性。

甜菜堿能夠降低育肥豬皮下脂肪組織的乙酰CoA羧化酶（ACC）、脂肪酸合成酶（FAS）和蘋果酸酶（ME）的活性。ACC活性降低導致丙二酰單酰CoA合成減弱，丙二酰單酰CoA的含量可調節脂肪酸轉運進入線粒體的效率，FAS和ME是合成NADPH的關鍵酶，二者活性降低將抑制NADPH合成，從而減弱脂肪合成。

甜菜堿能夠顯著提高機體生長激素（GH）和胰島素樣生長因子Ⅰ（IGF-Ⅰ），從而促進了組織中蛋白質的沉積，提高胴體瘦肉率。另外，添加甜菜堿提高了肝和腺垂體中環腺苷酸（CAMP）的含量，第二信使水平提高，促進基因轉錄并通過激活依賴CAMP-蛋白激酶，催化蛋白質磷酸化，從而使能量動員增加并促進蛋白酶分泌。蛋白質的生物合成是以mRNA為模板進行的，而以DNA為模板轉錄成RNA必須經過加工和修飾作用，對其甲基化是一種重要的修飾作用。

甜菜堿含量不足，甘氨酸和絲氨酸將經過磷脂化途徑可以形成甜菜堿，消耗體內氨基酸。飼糧中添加甜菜堿不僅可以節約蛋氨酸用量、增加體內膽堿、肉堿等載體蛋白的含量，而且其代謝可產生賴氨酸、甘氨酸、絲氨酸。馮杰和懷明燕等報道，甜菜堿使生長肥育豬血清中游離蛋氨酸、精氨酸、纈氨酸、亮氨酸、甘氨酸和絲氨酸的含量呈上升趨勢。

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