我们实验室系统性地研究了多种可食用种子在发芽（germination）过程中的生物化学转化，证实了芽苗（sprouts）和微绿（microgreens）是功能性与营养性成分的宝贵来源。我们的研究工作涵盖了广泛的比较分析、深入的代谢组学分析以及对特定生物活性成分的研究。
1. 植物化学物与抗氧化能力的提升
我们研究的一个基础性主题是证明种子发芽是提升其营养价值的高效方法。我们持续发现，在多种种子中，发芽过程能显著提高总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）及整体抗氧化能力。在一项对17种不同可食用种子的比较研究中，这一点得到了全面证实：发芽提升了大多数种子的这些特性，其中白萝卜苗更被发现是一种格外有效的天然抗氧化剂来源 (Liu et al., 2022)。
我们的研究也深入探讨了这一现象在特定种子中的表现，包括花生 (Yang et al., 2019)、绿豆 (Gan et al., 2016) 和黑小麦 (Gan et al., 2017)。这些工作的一个关键发现是，酚类物质含量的增加与抗氧化活性的增强之间存在强烈的正相关性，表明酚类化合物是芽苗生物活性增强的主要贡献者 (Gan, Lui, Wang, et al., 2016; Yang et al., 2019)。此外，我们的工作独特地同时考虑了溶剂可溶性和不可溶性（结合态）酚类，揭示了结合态部分同样对总抗氧化特性有巨大贡献，并且其含量也因发芽而显著提升，特别是在谷物类种子的发芽过程中 (Gan, Chan, et al., 2016; Gan, Sui, et al., 2017)。这一系列工作已被整合进多篇综述和一部书籍章节中，我们将种子发芽定位为一种简便且“绿色”的食品工程技术，可用于富集天然生物活性化合物，以促进健康和预防慢性疾病 (Gan et al., 2017; Gan, Sui, et al., 2019)。
2. 深入的代谢组学与风味分析
在常规抗氧化分析的基础上，我们实验室运用了先进的分析技术来构建详细的芽苗代谢物图谱。通过广靶代谢组学技术，我们在三种西兰花栽培种中鉴定出超过1000种代谢物，并精确定位了数百种在发芽过程中发生显著变化的化合物。该分析揭示了如亚油酸代谢等关键代谢途径被持续激活，为深入理解发芽如何提升营养价值提供了生化层面的见解 (Li et al., 2023)。一项针对白萝卜苗的酚类代谢组学分析鉴定出198种显著改变的酚类代谢物，其中有益的酚酸和黄酮类物质大量积累，证实了苯丙烷类生物合成途径等在发芽过程中高度活跃 (Liu et al., 2022)。
作为补充，我们还对芽苗的风味特征进行了表征。一项利用HS-SPME-GC/MS对西兰花苗进行的全面研究鉴定出364种挥发性及风味成分。我们发现，发芽普遍增强了味觉强度，特别是鲜味和甜味，这与特定氨基酸和糖类含量的增加有关。这项工作将生物化学变化与感官特性直接关联，为提高消费者接受度提供了关键见解 (Xia et al., 2024)。
3. 特定成分的结构与功能分析
我们的研究也深入探究了嫩苗中特定大分子的结构特征和功能特性。最近一项研究聚焦于不同藜麦微绿中的可溶性膳食纤维，将其鉴定为复杂的果胶多糖。我们表征了它们的分子量和结构域，并证明了它们具有显著的体外抗氧化、抗糖化、益生元和免疫调节效果。这项工作有助于确立除酚类物质外其他特定成分的功能性作用，并为开发基于藜麦微绿的高附加值健康产品提供了基础 (Wu et al., 2024)。
此外，我们还考察了采后加工方式对芽苗中生物活性化合物的影响。一项对绿豆芽热风干燥过程的研究表明，尽管高温干燥会引起褐变，但与冷冻干燥相比，它却意外地提高了总酚含量和抗氧化能力。该研究突显了加工、褐变色素和酚类物质谱之间的复杂相互作用，为开发耐储存的功能性食品配料提供了实际应用价值 (Gan et al., 2017)。
4. 我们工作的意义与创新性
我们实验室的系列研究工作意义重大，因为它以一种全面且多维度的视角揭示了芽苗和微绿的价值。我们研究的创新性体现在以下几个关键方面：
广度与深度：我们的研究从对众多种子的广泛筛选，发展到对西兰花和白萝卜等特定高价值种子的深度、代谢组水平的探究。这既提供了发芽益处的宏观视角，也绘制了其内在生化变化的高分辨率图谱。
整体性分析：我们实验室独特地不仅关注可溶性植物化学物，还考察了常被忽视的不可溶结合态组分，从而更完整地揭示了芽苗的整体抗氧化潜力。
连接生化与消费体验：通过将详细的代谢组学数据与风味分析相结合，我们的研究在基础生物化学与实际消费者接受度之间架起了一座桥梁，这是推广这些健康食品的一个创新且至关重要的方面。
聚焦特定功能成分：对藜麦微绿中可溶性膳食纤维等成分的结构和生物活性分析，使研究领域超越了对酚类物质的普遍关注，探索了其他关键功能性成分，为产品开发开辟了新途径。
总而言之，我们的研究为支持芽苗和微绿的种植与消费提供了强有力的科学证据。它不仅证实了它们在营养和功能特性上的提升，还提供了详细的、基于机理的见解，这些见解对于品种选择、产品开发以及推广这些有益人类健康的食品具有重要价值。
致谢
我们衷心感谢所有参与此项工作的团队成员和合作者的辛勤付出与通力合作。
发表文章列表：
Gan, R. Y., Chan, C. L., Yang, Q. Q., Li, H. B., Zhang, D., Ge, Y. Y., Gunaratne, A., Ge, J., & Corke, H. (2019). Bioactive compounds and beneficial functions of sprouted grains. In Sprouted Grains: Nutritional Values, Production, and Applications (Chapter 9, pp. 191-246). Elsevier Inc. and AACC International. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811525-1.00009-9
Gan, R. Y., Lui, W. Y., Chan, C. L., & Corke, H. (2017). Hot Air Drying Induces Browning and Enhances Phenolic Content and Antioxidant Capacity in Mung Bean (Vigna radiata L.) Sprouts. Journal of Food Processing and Preservation, 41(1), e12846. http://dx.doi.org/10.1111/jfpp.12846
Gan, R. Y., Lui, W. Y., Wang, M. F., Sui, Z. Q., & Corke, H. (2016). Accumulation of solvent-soluble and solvent-insoluble antioxidant phenolics in edible bean sprouts: implication of germination. Functional Foods in Health and Disease, 6(8), 519-535.
Gan, R. Y., Lui, W. Y., Wu, K., Chan, C. L., Dai, S. H., Sui, Z. Q., & Corke, H. (2017). Bioactive compounds and bioactivities of germinated edible seeds and sprouts: An updated review. Trends in Food Science & Technology, 59, 1-14. http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2016.11.010
Gan, R. Y., Sui, Z. Q., Yang, Q. Q., & Corke, H. (2017). Enhancement of antioxidant capacity and phenolic content in soluble and bound extracts of germinated black wheat. Journal of Shanghai Jiao Tong University (Agricultural Science), 35(3), 1-9,16.
Gan, R. Y., Wang, M. F., Lui, W. Y., Wu, K., & Corke, H. (2016). Dynamic changes in phytochemical composition and antioxidant capacity in green and black mung bean (Vigna radiata) sprouts. International Journal of Food Science and Technology, 51(9), 2090-2098. http://dx.doi.org/10.1111/ijfs.13185
Li, M. Y., Liu, Y., Kong, K. W., Geng, F., Liu, H. Y., & Gan, R. Y. (2023). Widely targeted metabolomic analysis and antioxidant properties of seeds and sprouts from different broccoli cultivars. LWT-Food Science and Technology, 182, 114859. http://dx.doi.org/10.1016/j.lwt.2023.114859
Liu, H. Y., Liu, Y., Li, M. Y., Ge, Y. Y., Geng, F., He, X. Q., Xia, Y., Guo, B. L., & Gan, R. Y. (2022). Antioxidant capacity, phytochemical profiles, and phenolic metabolomics of selected edible seeds and their sprouts. Frontiers in Nutrition, 9, 1067597. http://dx.doi.org/10.3389/fnut.2022.1067597
Wu, D. T., Li, J., Wang, J., Lei, J., Gan, R. Y., Qin, P. Y., Hu, Y. C., Wu, X. Y., & Zou, L. (2024). Comparison of soluble dietary fibers from various quinoa microgreens: Structural characteristics and bioactive properties. Food Research International, 181, 114108. http://dx.doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114108
Xia, Y., Li, M. Y., Wadood, S. A., Hong, H. J., Liu, Y., Luo, Y. X., Wang, Y. Y., Liu, H. Y., & Gan, R. Y. (2024). Identification of volatile and flavor metabolites in three varieties of broccoli sprouts. Food Chemistry-X, 24, 101862. http://dx.doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101862
Yang, Q. Q., Cheng, L., Long, Z. Y., Li, H. B., Gunaratne, A., Gan, R. Y., & Corke, H. (2019). Comparison of the Phenolic Profiles of Soaked and Germinated Peanut Cultivars via UPLC-QTOF-MS. Antioxidants, 8(2), 47. http://dx.doi.org/10.3390/antiox8020047
