引言：
甜菜碱是一种广泛应用于食品和药品中的有机化合物，以其独特的化学性质和健康益处受到关注。了解甜菜碱的基本性质有助于揭示其在各领域中的应用潜力。
简介：什么是甜菜碱？
甜菜碱是一种可以调节生物体内部环境、增强机体活性的天然物质，学名为三甲基甘氨酸或 N，N，N- 三甲基氨基乙酸。其结构式如图所示。19 世纪时，甜菜碱首次从 Beta vulgaris L（甜菜根）的汁液中被发现，随后发现其广泛分布于许多微生物、海洋无脊椎动物、植物和动物中。
有多个报道提出，在多种病理中甜菜碱对机体可起到保护作用，例如冠状动脉粥样硬化、脂肪肝、癌症、血友病和Ⅱ型糖尿病等。研究发现，甜菜碱可参与到机体葡萄糖代谢、脂质代谢、氧化应激和细胞凋亡等反应中，具有较强的药理作用。现今甜菜碱已被广泛应用到医药、食品、畜牧、日化等行业，市场前景广阔。
1. 甜菜碱的化学式是什么？
甜菜碱又名三甲基甘氨酸，分子式为（CH3）3N＋CH2COO－，其分子结构有两大特点：（1）电荷在分子内部分布呈中性；（2）分子具有3个活性甲基。纯品为棱柱或叶片状白色晶体，化学结构牢固，性质稳定，且具有很强的抗氧化性。可从甜菜制糖后的废糖蜜中提取，也可采用三甲胺和氯乙酸为主要原料进行化学合成。
甜菜碱是一种两性离子分子，由一个羧酸根离子（除在酸性 pH 下外，带负电荷，pKa=2.26）和相邻碳上的季铵离子（永久带正电荷）。羧酸根和季铵盐的这种组合意味着甜菜碱通常被认为是结构相似的氨基酸类似物 。事实上，甜菜碱本身也称为三甲基甘氨酸，存在于自然界中，最初从甜菜 Beta vulgaris 中提取，这也是其名称的由来。甜菜碱没有烷基尾，因此不表现出类似表面活性剂的行为，而是充当增溶剂和保湿剂。然而，基于这种简单的结构模式，已经生产出各种不同的甜菜碱和甜菜碱类分子，并分为进一步的亚类。
2. 甜菜碱的性质
（1）物理特性
甜菜碱通常呈白色结晶固体，熔点约为301℃。它易溶于水和多种有机溶剂（如乙醇、乙醚、氯仿等），且具有吸湿性，能有效从环境中吸收水分。
（2）化学特性
作为一种两性离子，甜菜碱可以表现出弱酸性或弱碱性，具有良好的缓冲能力。它在不同pH条件下表现出稳定性，尤其在200℃下稳定，然而在强碱环境（如氢氧化钾）中会分解成三甲胺。这些特性使其在多种应用中表现出高度的适应性。
3. 甜菜碱的特性是什么？
（1）代谢支持
甜菜碱有助于分解脂肪和蛋白质，促进营养物质如钙、铁、锌和维生素B1的吸收。缺乏甜菜碱可能导致肌肉无力和疲劳等不良后果。
（2）减肥与脂肪代谢
它有助于减肥，并减少肝脏等器官内脂肪的积聚。
（3）胃酸平衡
甜菜碱促进胃酸分泌，帮助有效吸收营养物质。
（4）菌群支持
它对体内细菌的平衡和清除有积极作用。
（5）皮肤、头发和指甲健康
甜菜碱对皮肤、头发和指甲的维持有帮助。
（6）伤口愈合与过敏治疗
它可以促进伤口愈合，并作为辅助治疗过敏的有效成分。
4. 甜菜碱的天然来源
什么食物含有甜菜碱？甜菜碱及其衍生物是许多食物的重要成分，包括小麦、贝类、菠菜、甜菜、苋菜、藜麦等，例如柑橘类水果和紫花苜蓿芽中含有脯氨酸甜菜碱和哌啶酸甜菜碱，而咖啡豆、鹰豆、扁豆以及燕麦片中含有葫芦巴碱 ；海藻中含有较多的 δ- 戊酸甜菜碱和N- 三甲基赖氨酸。目前已在 28 个科和 178 种植物中被检测到，一些常见的中药材中也积累了较高水平的甜菜碱，如枸杞子、牛膝、肉苁蓉和锁阳等。值得一提的是，甜菜碱也是中药枸杞子的主要水溶性成分。一般藜科、禾本科、锦葵科及茄科中甜菜碱的含量较高。甜菜碱还能通过胆碱代谢内源性自主合成。甜菜碱在动物体内主要以转甲基供体的形式调节机体营养物质的代谢，维持机体功能的正常运转与能量消耗；植物则用来调节内外环境变化造成的影响，防止外部环境突变对植物体细胞造成不可逆的损伤。
参考：
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[6]https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/
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