过去十年中，由于人们认识到芽苗具有营养价值和功能性，全球对芽苗的消费量显著增加。芽苗是指在植物生长早期阶段萌发的幼嫩枝条或幼苗，通常被用于食品生产。作为公认的健康食品选择，芽苗常被添加到沙拉、三明治和开胃菜中（Peñas等人，2010年）。它们的小体积、独特的风味和细腻的质地使其在东西方各种市场中广受欢迎。与非发芽的植物（如种子、谷物、坚果和豆类）相比，芽苗含有更高水平的生物活性化合物，可能具有更好的生物活性（Yu等人，2023年）。这些特性引发了对其作为功能性食品预防肥胖、糖尿病和冠心病等慢性疾病潜力的广泛研究。例如，绿豆（Vigna radiata L. Wilczek）的芽苗中的维生素C含量是种子中的24倍，这显著增强了其抗氧化能力（Guo等人，2012年）。我们的团队也在这一领域进行了一些研究（Huang等人，2024年；Zhou等人，2024年）。特别是，我们发现发芽过程有助于黑大豆（Glycine max (L.) Merr.）中异黄酮的形成，从而防止了晚期糖基化终产物（AGEs）的生成。AGEs在糖尿病相关血管并发症的发生和发展中起着关键病理作用。值得注意的是，抑制AGEs的形成已被证明是减轻高血糖有害影响的有效策略，从而预防和缓解糖尿病及其相关并发症（Zhou等人，2020年）。例如，Masclura tricuspidata的叶子可以抑制α-葡萄糖苷酶的活性并防止AGEs的形成，这主要归功于黄酮类化合物（Jo等人，2021年）。基于这些发现，本研究旨在扩展对不同植物来源芽苗抗糖化特性的研究，以寻找可供公众选择的膳食AGEs抑制剂，提供更丰富的饮食选择。
在发芽过程中，光照和湿度等环境条件会影响芽苗的生长，其中光照是迄今为止研究最广泛的因素。然而，新兴研究表明，某些碳水化合物（如葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖和壳聚糖）可以促进芽苗的生长和/或特定功能性化合物的积累（Cho等人，2008年；Koodkaew，2019年；Lunn等人，2014年；Yang等人，2019年；Yu等人，2023年）。例如，葡萄糖处理通过增加总酚类、总黄酮类和抗坏血酸的含量，提高了绿豆芽苗的抗氧化能力（Koodkaew，2019年）。海藻糖通过调节其磷酸化中间产物海藻糖-6-磷酸，保护细胞免受氧化损伤和渗透压应激，有助于在不利环境条件下维持种子苗的生长（Lunn等人，2014年）。此外，蔗糖诱导的非生物胁迫改善了绿豆芽苗的植物化学成分和生物活性，显著增强了其对游离脂肪酸诱导的胰岛素抵抗和酒精诱导的HepG2细胞氧化损伤的保护作用（Yu等人，2023年）。蔗糖还能通过提高酪氨酸氨裂解酶和苯丙氨酸氨裂解酶的活性来增加黄酮类化合物的含量。鉴于越来越多的证据支持在芽苗发育过程中使用外源非生物诱导剂，收获前用碳水化合物处理不仅可以提高芽苗中的活性植物化学成分，还可以放大其健康益处。此外，我们之前的研究表明，许多可食用植物如花卉、种子和微型蔬菜也具有抗糖化特性，其中黄酮类化合物是关键成分（Ngan等人，2023年；Sun等人，2019年；Wu等人，2024年；Zhou等人，2023年；Zhou等人，2024年）。然而，我们认为芽苗是一个独特的案例，因为它们可以通过靶向调节功能性化合物的生物合成来增强其抗糖化能力。
虽然关于芽苗的研究主要集中在豆科和十字花科植物上，但对其他科植物（如菊科）的芽苗的研究较少（Aloo等人，2023年；Zhou等人，2025年）。考虑到菊科蔬菜的全球消费量，这一点尤为值得注意。其中，红花（Carthamus tinctorius L.）是菊科中具有重大经济价值的蔬菜之一，在全球范围内大规模种植。根据联合国粮食及农业组织（FAO）的数据，红花作为多用途油料作物在20多个国家种植。近年来，全球年种子产量约为100万吨，其中80%以上集中在亚洲和美洲。值得注意的是，带刺品种主要用于生产油。此外，红花幼苗传统上用于治疗肿胀和脓肿，其花朵因其天然橙红色色素而被用于食品着色和纺织品染色。此外，红花在传统中医中也有重要应用，用于治疗心绞痛、中风、妇科疾病和高血压等病症。近年来，由于对其种子需求的增加，红花的种植范围不断扩大，这些种子可用于烹饪、沙拉酱、人造黄油和加工食品（Zhu等人，2024年）。多酚是红花中的关键代谢物，包括羟基红花黄A、山柰酚-3-葡萄糖苷和胡萝卜素（Pu等人，2021年；Zhang等人，2021年）。其中，前两种化合物具有抗糖化特性（Ni等人，2012年；Wang等人，2023年）。我们还发现，未发芽的红花种子也具有强大的抗氧化能力和其他对人类健康和工业应用的好处（Nogales Delgado等人，2021年）。尽管这些好处已被认可，但菊科芽苗（尤其是红花芽苗）的抗糖化活性尚未得到充分研究，导致这些效果的具体活性成分尚未确定。为了填补这一空白，我们的研究培养了常见菊科蔬菜的芽苗，旨在探索它们作为新型抗糖化功能性食品的潜力，并丰富现有的芽苗资源。我们假设外源碳水化合物的诱导可以有效地调节这些芽苗中特定目标化合物的生物合成，从而增强其抗糖化活性。据我们所知，这是首次开发具有抗糖化潜力的功能性菊科芽苗的研究，并全面评估了不同的碳水化合物诱导剂对芽苗营养富集的作用。我们的综合方法为芽苗发育过程中生物活性化合物的靶向调节提供了新的见解。
如上所述，本研究旨在探索和筛选菊科芽苗的抗糖化潜力，通过色谱和光谱分析分离和鉴定主要抗糖化化合物。此外，还监测了不同栽培期间红花芽苗的生长模式和这些活性化合物的积累情况。随后，进行了碳水化合物（葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、海藻糖、β-环糊精、壳聚糖和木糖醇）诱导实验，以增强芽苗中活性化合物的生物合成。最后，利用转录组分析探索诱导过程中的相关途径和关键基因，并通过酶活性测定验证转录组分析的结果。
