Diversas reacciones de estrés afectan gravemente la alimentación y el crecimiento de los animales acuáticos, reducen su tasa de supervivencia e incluso causan la muerte. La adición de betaína al alimento puede ayudar a mejorar la disminución de la ingesta de alimentos de los animales acuáticos en caso de enfermedad o estrés, mantener el aporte nutricional y reducir ciertas enfermedades o reacciones de estrés.

La betaína puede ayudar al salmón a resistir el estrés por frío por debajo de 10 °C y es un aditivo alimentario ideal para algunos peces en invierno. Las plántulas de carpa herbívora transportadas a larga distancia se colocaron en los estanques A y B en las mismas condiciones, respectivamente. Se añadió un 0,3 % de betaína al alimento para carpa herbívora en el estanque A, mientras que en el B no se añadió. Los resultados mostraron que las plántulas de carpa herbívora del estanque A se mantuvieron activas en el agua, comieron rápidamente y no murieron; los alevines del estanque B comieron lentamente y la mortalidad fue del 4,5 %, lo que indica que la betaína tiene un efecto antiestrés.

La betaína es una sustancia amortiguadora del estrés osmótico. Puede utilizarse como agente protector osmótico celular. Puede mejorar la tolerancia de las células biológicas a la sequía, la alta humedad, la salinidad y los ambientes hipertónicos, prevenir la pérdida de agua celular y la entrada de sal, mejorar la función de la bomba de Na-K de la membrana celular, estabilizar la actividad enzimática y la función macromolecular biológica, regulando así la presión osmótica y el equilibrio iónico en tejidos y células, manteniendo la función de absorción de nutrientes, mejorando la tolerancia de peces y camarones a cambios bruscos de la presión osmótica y mejorando la frecuencia del habla.

La concentración de sales inorgánicas en el agua de mar es muy alta, lo que perjudica el crecimiento y la supervivencia de los peces. Un experimento con carpas muestra que añadir un 1,5 % de betaína/aminoácido al cebo puede reducir la acumulación de agua en el músculo de los peces de agua dulce y retrasar su envejecimiento. Cuando la concentración de sales inorgánicas en el agua aumenta (como en el agua de mar), se favorece el equilibrio electrolítico y la presión osmótica de los peces de agua dulce, facilitando la transición del agua dulce al agua salada. La betaína ayuda a los organismos marinos a mantener una baja concentración de sal en sus cuerpos, a reponer agua continuamente, a participar en la regulación osmótica y a permitir que los peces de agua dulce se adapten a la transición al agua salada.