1青岛农业大学食品科学与工程学院。

2青岛农业大学食品科学与工程学院。

3青岛农业大学食品科学与工程学院。

4无锡脂质营养科技有限公司，中国。

5青岛明月海藻生物健康科技集团有限公司。

6山东畜牧兽医职业学院。

7青岛农业大学食品科学与工程学院。

8宁波诺丁汉大学卓越灯塔研究与创新研究院。

由于大豆异黄酮对乳腺癌、代谢综合征和糖尿病等具有有益的调节作用，它们被广泛应用于功能性保健品和食品中（Pejčić 等，2023）。然而，研究表明异黄酮的生物利用度在很大程度上取决于糖苷键的部分水解（Liu 和 Hu，2002）。在大豆异黄酮单体中，只有苷元（主要是大豆苷元和染料木素）表现出显著的生理活性（Wei 等，1996）。与糖苷形式相比，苷元的吸收和代谢更快，对人体健康和生物系统的作用更显著。值得注意的是，染料木素作为糖苷的关键成分，是大豆异黄酮单体中主要的抗氧化剂。这些化合物的抗氧化能力顺序为：苷元 > 糖苷 > 丙二酰基糖苷（Kim 等，2022）。

近年来，发芽大豆因其显著的异黄酮富集能力而成为研究热点。研究表明，通过盐胁迫（Jia 等，2017）、紫外线B照射（Dillon 等，2018）和超声波处理（Tseng 和 Yang，2022）等物理调控手段可以有效促进发芽大豆中异黄酮的生物合成。因此，深入研究不同处理条件下发芽大豆中异黄酮含量、组成及富集机制，不仅有助于增进我们对异黄酮生物合成的理解，也为开发高附加值大豆功能食品奠定理论基础。

氢气（H₂）作为一种独特的信号分子，对植物形态建成和代谢途径具有显著影响。研究表明，H₂参与调控植物早期个体发育，特别是在萌发和幼苗早期生长阶段（Li 等，2022），并在果蔬栽培及采后保鲜中发挥重要生理作用（Alwazeer 和 Özkan，2022）。除了调控植物生长外，H₂还能缓解非生物胁迫。最近的研究进一步发现，外源 H₂ 可在植物生长过程中促进营养物质和生物活性化合物的富集（Guan 等，2019）。近年来，H₂处理对植物生长状态和抗氧化能力的影响已成为研究热点（Zhao 等，2017）。具体而言，已有研究探讨了 H₂处理对发芽黑大麦（Guan 等，2019）、玉米幼苗（Zhao 等，2017）和油菜（Zhao 等，2021）的影响。然而，H₂对大豆芽发育的作用仍缺乏研究，其对异黄酮含量、组成及调控机制的影响也尚未得到系统阐明。

因此，本研究旨在探讨H₂处理对发芽大豆生长状态、异黄酮含量及组成的影响。通过整合代谢组学分析，我们深入解析了生长状态和异黄酮谱变化背后的内在机制。

本研究采用代谢组学方法，探讨氢气（H₂）处理对大豆（Glycine max，品种：东农690）种子萌发、生长状态及异黄酮代谢的潜在调控机制。0.5 ppm H₂处理显著提高了大豆芽的长度（17.5%）和鲜重（10.2%），同时明显增加了异黄酮含量。H₂处理上调了苯丙烷途径中关键酶的活性及基因表达，包括苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羟化酶（C4H）、4-香豆酸辅酶A连接酶（4CL）、查尔酮合成酶（CHS）、查尔酮异构酶（CHI）、异黄酮合成酶（IFS）和黄酮合成酶I（FNSI）。代谢组学分析显示，H₂通过影响与能量、碳水化合物和氨基酸相关的代谢通路来调控大豆芽的生长。此外，芒果苷生物碱和苯丙烷类生物碱的生物合成途径与观察到的异黄酮含量增加密切相关。H₂处理还显著提高了大豆芽中的β-葡萄糖苷酶活性。这些结果表明，H₂处理是一种有效的生物调控策略，不仅能促进大豆芽的生物量积累，还能通过促进异黄酮糖苷向更具生物活性的苷元形式转化来提升其营养价值。