HMB的来源及代谢
HMB是β-羟基-β-甲基丁酸盐（β- hydroxy -β- methyl butyrate）的简称，广泛存在于广泛存在于动植物中，如紫苜蓿、柚子和鲶鱼等。HMB是人体必需氨基酸亮氨酸的中间代谢产物，人体自身也可产生少量HMB。在正常饮食情况下，人体大约每天产生300～400毫克，其中90%来源于亮氨酸的分解代谢。
研究表明，人体内约5%~10％的亮氨酸在人体内通过两种代谢途径生成HMB：一种是亮氨酸在肝脏或其他组织内经转氨基作用生成α-酮异己酸（KIC），α--KIC在肝脏线粒体中，经α--酮酸脱氢酶的氧化不可逆地生成异戊酰基乙酰辅酶A，进一步代谢生成HMB；而另一种则是在肝脏细胞内，α--KIC在双加氧酶的催化下直接生成 HMB。人体摄入HMB后有2条排泄途径：1）直接通过尿液排出体外，尿液中HMB浓度与血浆中HMB浓度呈正比。2）经催化生成HMB-CoA，再酯化成HMG-CoA，最终合成胆固醇，用于修复机体组织，维持细胞膜完整性。
人体口服HMB钙后，血清HMB到达峰值时间与服用剂量有关，一般在60~120分钟范围内，其半衰期约为2.5小时，血浆HMB浓度在服用9小时后可恢复至起始水平，14%~27%的HMB通过尿液排出。
HMB促进肌肉健康作用的发现
1992年，Steve Nissen等发表的一项研究首次证明了在哺乳动物体内HMB是亮氨酸的正常代谢产物，即HMB由亮氨酸/α-KIC直接代谢产生，并且该代谢途径可能占亮氨酸代谢的2%~10%。Nissen等在动物研究的基础上，首次提出了亮氨酸在人体内通过α-KIC代谢的产物HMB具有抑制蛋白分解作用的假设。
1996年，他的研究团队发表的临床研究显示，进行抗阻力训练期间补充HMB可以减少尿液中的3-甲基组氨酸，表明HMB可以缓解高强度训练引起的肌肉损伤，减少或者延缓蛋白的分解。一项2007年发表的体外研究证实，HMB可上调mTOR/p70S6k通路等，表明HMB促进蛋白合成的作用机制与亮氨酸类似，且HMB作用更强。
HMB对蛋白代谢的作用成为越来越受关注的研究领域，大量相关的基础研究和临床研究相继发表。最新研究显示，HMB通过多种作用机制影响机体的蛋白代谢，从而达到增加蛋白合成和减少蛋白分解的作用。
随着研究的不断深入，HMB的应用领域也越来越广，从提高运动人群的运动成绩和改善运动恢复，到增加老年人的瘦体重和肌力，以及改善临床肿瘤、创伤等患者的生活质量等等。
HMB在功能性食品的应用
在肌肉衰减综合征中的应用
流行病学研究显示，人体的骨骼肌随年龄的增加而不断的衰减。2010年老年肌肉衰减综合征欧洲工作组(European Working Group on Sareopenia in Older People，EWGSOP)发表的报告将肌肉衰减综合征定义为：“老年人骨骼肌质量和骨骼肌力量及功能下降的一种病征”。老年人肌肉减少后活动能力降低，完成行走、登高、坐立、举物等日常动作困难，并逐步发展到活动障碍，易摔倒骨折，甚至丧失自理生活能力，给社会和家庭带来沉重的经济负担。
已有研究表明，补充HMB对老年人群的肌肉量、力量和功能有积极影响。一项随机、对照、双盲和平行试验研究了HMB对健康老年人瘦体重和身体功能的影响。该研究纳入24名健康老年人（女性20名，男性4名），自卧床前5天到卧床结束期间补充HMB钙盐1.5克，每日2次，结果显示对照组因卧床导致瘦体重显着下降（2.05±0.66千克; p=0.02），补充HMB则防止因卧床所致的瘦体重下降（ 0.17±0.19千克; p=0.23）。因此，健康老年人10天卧床期间每日补充HMB可维持肌肉量。
Vukovich等研究了补充HMB对31 位70岁老年男性和女性体成分和肌肉力量的影响。将受试者随机分为HMB组14人（HMB 3克/天）和安慰剂组17人（米粉3克/天）。所有受试者每周5天锻炼，其中非连续的2天为力量训练，采用Badger健身器械，在最大负荷70%的状态下，做10-12次的升举运动，共做2组；其余3天做60分钟散步和拉伸。8周后，上身力量增加近15%，下身力量增加约20%，两组间无显着性差异；HMB组瘦体重显着增加了0.8千克，安慰剂组无变化。因此在相对短期内补充HMB可降低运动期间老年人体脂，增加瘦体重，有效改善体成分。
Flakoll等研究了补充HMB而无运动干预对老年人的影响。将62岁以上50名受试者随机分为HMB组（HMB 2克/天，精氨酸5克/天和赖氨酸1.5克/天）和安慰剂对照组，干预12周。采用生物电阻分析法和Bod Pod体成分测量仪检测瘦肉组织含量，HMB组增加了0.7千克（P=0.08），安慰剂组无变化；此外，HMB组相比安慰剂组“起立—行走”时间减少了2.3秒，大腿伸肌力量增加了3千克，握力显着增强。以上身体机能的改善情况表明，补充HMB对老年人有积极影响。
在运动营养中的应用
Nissen等人 在一项抗阻力训练研究中，首次研究了口服不同剂量的HMB对于肌肉质量的调节作用。41名男性受试者分别补充0、1.5、3g/天的HMB，并且进行持续3周的抗阻力训练，研究人员通过检测尿液中3-甲基组氨酸的排出量，发现补充HMB能够显着减缓运动相关的肌肉蛋白分解（降低27%）；同时，也通过肌肉损伤指标CPK（肌酸磷酸激酶）和LDH（乳酸脱氢酶）水平的降低，表明HMB具有减轻肌肉损伤，缩短恢复时间的作用。
对于耐力运动的人群，补充HMB能提高有氧耐力以及运动成绩的积极影响。Vukovich和Dreifort就补充HMB对于自行车运动员最大耗氧量的影响进行了研究，4名平均训练量为每周300英里的一级竞技自行车手分别服用3gHMB、3g亮氨酸和3g安慰剂，结果显示，HMB的补充使最大耗氧量增加了4%，使达到最大耗氧量的所需时间增加了3.6分钟。16名大学生每周跑步3次，试验组每人每日摄入HMB 3 g ，结果显示HMB 增加最大耗氧量7.1%，并改善呼吸补偿点4.9 %，帮助运动员承受更长时间的高强度活动。
健美运动员和体重分类的运动员往往会为参加比赛而进行限制能量的摄入，骨骼肌会被消耗，导致瘦体重和运动表现的下降。在一项关于柔道运动的研究中，女性运动员在能量限制期间服用3gHMB 3天后，体重与体脂率都明显降低；在对照组中，爆发力的峰值下降了近11%，而HMB组只有5%；同时，HMB的补充防止了能量限制导致的握力损失（+2.8% vs. -3.8%）。这些研究结果表明，对于适度限制体重的人群，补充HMB可以在减少体脂的同时维持肌肉量、爆发力和力量。
大量的研究结果都已经证明了补充HMB在运动营养中的重要作用，2013年国际运动营养学会（ISSN）对HMB在运动营养方面的文献进行了综述，得出如下观点：HMB 可缓解训练及非训练人群因练习导致的骨骼肌损伤，促进肌肉修复；HMB 可促进训练及非训练人群的骨骼肌增长，增强肌肉的强度和力量；合理的锻炼计划配合摄入HMB减少脂肪量；锻炼开始前补充HMB，持续两周，可起到最佳效果；HMB 的作用机制包括抑制蛋白水解和促进蛋白合成；长期服用HMB是安全的。
在减脂减重中的应用
HMB的营养补充剂通过参与脂代谢来降低体内的脂肪含量。HMB还可以限制体内被分解的肌肉组织数量，意味着人体内需要从分解其他组织来获取能量，而接下来被分解的其他组织即是脂肪，所以服用HMB可增加体内优先分解成能量的脂肪量。
Park等人进行的动物实验也表明，正常喂食（ALT）6周后的小鼠体内脂肪含量增加了25%，而额外增加HMB（0.5g/kg）的摄入的小鼠体内脂肪含量比ALT组降低了12%。Panton等人对比了服用HMB（3g/d）四周后的受试者与对照组受试者的脂肪含量和瘦体重后发现，HMB组的脂肪量减少了1.1%，而对照组为0.5%，瘦体重分别增加了1.4kg 和0.9kg。
HMB的产品配方与剂型
在商业化生产中，为了便于储存和使用，合成时通常将HMB转化成钙盐。HMB钙为白色粉末，流动性好，溶于水，水溶液呈弱碱性，其推荐食用量为≤3克/天。
经3个月的加速实验测试和室温 12个月的长期实验测试显示，HMB钙稳定性好，在长期保存中含量始终保持稳定。此外，研究显示含HMB钙的水溶液经过121℃和20分钟灭菌后含量不会衰减，且该溶液在常温存储24个月后HMB含量依然稳定。
HMB钙性质稳定，熔点高（>200℃），且热耐受性好。适用于胶囊、片剂、软糖、压片糖、硬糖、固体粉末类产品、功能性饮料、果汁饮料及乳制品中。
HMB钙可以添加在优质蛋白如乳清蛋白中，促进肌肉蛋白合成，也可以将HMB添加在特定全营养配方中，用于老年肌肉衰减的患者。HMB钙可以与多种氨基酸复合使用（如支链氨基酸、精氨酸和谷氨酰胺等），开发成一款针对癌症、艾滋病、糖尿病、烧伤、严重创伤等适应症患者的肠内营养产品。
HMB的法规状况
1995年HMB钙通过了美国FDA的GRAS评估，被批准可用于医用营养食品和特殊膳食；1997年欧盟批准HMB钙可作为普通食品原料使用；2009年日本也将其纳入食品原料。
2009年由TSI技源集团申请，HMB钙在2011年获批新资源食品 （2009年第1号公告），可应用于运动营养食品、特殊医学用途配方食品。2017年HMB钙应用得到扩项，可应用于：饮料类、乳及乳制品、可可制品、巧克力和巧克力制品、糖果、烘焙食品、运动营养食品，以及特殊医学用途配方食品。
HMB的市场前景
与国外市场相比，中国市场对HMB产品的开发时间相对较晚。数据显示，2016我国市场对HMB原料需求仅为2吨，而2017年达到20吨左右，预计2025年市场需求将突破1000吨。
目前，中国市场HMB的法规障碍已解决，鉴于HMB产品在国际市场需求量的与日俱增，这也不断激励着国内品牌对HMB产品的开发热度。自2015年以来，国内企业也相继推出了多款HMB产品。
随着中国市场正逐步进入老龄化社会，运动和健身意识正发生深刻的变化，传统医疗费用的缩减和康复治疗的兴起，加之女性对健康塑形减脂的需求都成为HMB市场发展各种推动力，中国的潜在消费群体是日本市场的15倍，而随着我国消费者健康意识的提升，对于肌肉健康认识的逐步完善，HMB应用法规的完善，以HMB成分为核心成分开发的健康产品将迎来良好的发展态势。
