As betaínas são aqueles compostos zwitteriônicos cujo átomo que carrega a carga positiva não carrega nenhum átomo de hidrogênio e não está adjacente ao átomo que carrega a carga negativa. As betaínas não admitem formas limitantes sem cobrança. Historicamente, o termo se refere a amônios quaternários derivados de aminoácidos . O nome de betaína vem da beterraba sacarina da qual foi extraída a primeira betaína descoberta, a trimetilglicina (TMG, historicamente chamada de "betaína") hoje chamada de "glicina betaína".
Eles não são literalmente alcalóides , embora sejam regularmente classificados como tal.
Vários organismos vegetais ( plantas superiores, algas e bactérias ) sintetizam betaínas como moléculas osmorreguladoras ou crioprotetoras. Essas moléculas permitem que resistam ao frio ou ao sal , em particular nos extremófilos . As betaínas também permitem que certas plantas ( Plumbaginaceae ) resistam melhor ao calor e ao estresse hídrico por meio de uma síntese irreversível de glicina betaína, a metilamina mais comum e melhor distribuída nas plantas, produzida em tecidos de clorofila por meio da colina e depois transportada para tecidos em crescimento pelo floema .
No plâncton , a glicina betaína (GBT) ou trimetilglicina (TMG) é o análogo de nitrogênio do dimetilsulfoniopropionato (DMSP) que desempenha um papel importante no ciclo do enxofre mantido pelo fitoplâncton marinho, mas que é menos eficaz contra choques osmóticos, porque é produzido menos rapidamente e degradado do que o GBT. O DMSP, ao invés de equilibrar o equilíbrio osmótico celular, prefere desempenhar um papel de buffer no início de um choque osmótico (Kirst, 1996). Ele pode substituir o GBT (e outros compostos osmolíticos contendo nitrogênio) como um soluto compatível quando houver falta de nitrogênio no meio.
A betaína é usada na Suíça em aeródromos militares para degelo rápido no inverno.