近年来，富含生物活性化合物的植物基食品因其在预防与氧化应激和代谢紊乱相关的慢性疾病方面的潜在作用而备受关注。在此背景下，豆类因其高营养价值和生物活性潜力，已成为一种有前景的功能性配料（Naliyadhara et al., 2023; Waliat et al., 2023）。在众多新兴的食品加工策略中，发芽已被广泛认可为一种有效且低成本的生物加工技术，能够通过代谢激活和酶促转化来提升种子的营养、功能和生物活性概况。该过程的特点在于内源性酶的激活驱动了显著的代谢和结构改变，导致储备大分子的水解以及生物活性分子（如游离氨基酸、酚类化合物、维生素和γ-氨基丁酸（GABA））的合成或释放（Minchán-Velayarce et al., 2025; Kathuria et al., 2024）。因此，发芽已被证明可以提高营养物质的生物利用度和生物可及性、蛋白质和淀粉的消化率以及感官特性，同时减少抗营养因子，包括植酸、单宁、胰蛋白酶抑制剂、凝集素、皂苷和α-半乳糖苷（Omary et al., 2012; Gan et al., 2017; Muñoz-Llandes et al., 2019; Gunathunga et al., 2024; Naz et al., 2025）。进一步的证据表明，优化的发芽条件可显著增强豆类中生物活性化合物的积累和抗氧化能力。例如，Yousouf等（2025）报道了菜豆的受控发芽导致总酚类化合物和黄酮类化合物显著增加，同时抗氧化能力增强、蛋白质消化率提高以及抗营养因子减少。此外，研究表明发芽处理与新兴物理技术（如激光和超声）相结合，可进一步促进蔬菜芽苗中酚含量、抗氧化能力和技术功能特性的增加。这些发现凸显了创新的发芽策略作为提升植物基配料功能品质的有效方法的潜力（Yildiz et al., 2025a; Yildiz et al., 2025b）。发芽过程中生物活性化合物的富集主要归因于种子代谢中动态生化途径的激活。主要以结合或不溶形式存在于细胞壁基质中的酚类化合物，可以通过酶解释放或通过相互关联的代谢途径（包括磷酸戊糖途径、糖酵解、莽草酸途径、乙酸-丙二酸途径和苯丙烷途径）新合成（Agati et al., 2012）。随着发芽的进行，细胞壁重塑和次级代谢增加了可溶性酚类和抗氧化水平，从而增强了发芽种子的功能和营养保健价值（Gan et al., 2017; Guzmán-Ortiz et al., 2024）。近期研究已确定发芽时间是营养增强和抗氧化能力的关键决定因素。据报道，延长的发芽时间（长达96小时）可显著增加谷物（如小麦、大麦、燕麦和小米）中的总酚含量、抗氧化能力、蛋白质浓度和膳食纤维，尽管过度发芽可能导致矿物质损失（Singh et al., 2025）。同样，豆类（如豆子）的优化发芽条件导致了抗氧化能力、黄酮类含量和体外蛋白质消化率的显著改善，以及抗营养因子的减少，凸显了控制发芽参数以最大化功能品质的重要性（Mali et al., 2025）。羽扇豆（Lupinus spp.）是豆科的一种谷类豆类，因其高蛋白质含量（33–55%）、有利的氨基酸组成以及对多种农艺生态条件的适应性而受到认可。与其他豆类相比，羽扇豆蛋白质富含赖氨酸但含硫氨基酸相对较低，使其成为谷物基食品的极佳补充和植物基配方中极具前景的配料（Martínez-Villaluenga et al., 2010; Shrestha et al., 2021）。除了营养价值外，羽扇豆种子还含有多种生物活性化合物，包括黄酮类、植物甾醇、生育酚和三萜类，具有抗氧化、抗炎和抗菌特性（Arnoldi et al., 2015）。此外，羽扇豆被认为是一种可持续的作物，因为它能够固定大气氮、适应低投入农业系统并能在边际土壤中生长，有助于改善土壤肥力和减少对合成肥料的依赖（Gulisano et al., 2019; Gulisano et al., 2023）。在栽培种中，安第斯羽扇豆（Lupinus mutabilis Sweet），当地称为tarwi或chocho，原产于秘鲁、玻利维亚和厄瓜多尔的安第斯地区，自前西班牙时期就被食用。其种子以高比例的球蛋白（87%）和白蛋白（13%）为特征，这有助于理想的营养和技术功能特性（Wong et al., 2013）。此外，L. mutabilis的蛋白质和脂质组成与大豆相当，凸显了其作为食品和工业应用中替代蛋白质来源的潜力（Carvajal-Larenas et al., 2016）。然而，存在相对较高水平的喹诺里西定生物碱（quinolizidine alkaloids），会产生苦味，食用前需要脱苦（Gutiérrez et al., 2016）。虽然传统加工方法主要侧重于生物碱去除，但替代策略（如发芽）可能同时增强种子的营养、功能和生物活性特性（Tirdiľová et al., 2022）。发芽是一种简单且低成本的生物过程，通过激活内源性酶和促进储存化合物的动员来提高豆类的营养和功能品质。在羽扇豆种子中，该过程可能增强蛋白质水解、减少抗营养因子，并增加氨基酸、酚类化合物和其他生物活性代谢物的可用性。因此，受控发芽是一种有前景的策略，可改善安第斯羽扇豆的营养品质及其作为植物基食品功能性配料的潜力。尽管人们对羽扇豆基配料的兴趣日益增长，但受控发芽对安第斯羽扇豆（Lupinus mutabilis Sweet）的生物活性谱、抗氧化能力、蛋白质品质和消化率的影响仍然知之甚少。大多数现有研究集中在其他羽扇豆物种上，特别是窄叶羽扇豆（Lupinus angustifolius），其中已报道发芽诱导的酚含量和抗氧化能力随发芽时间延长而增加（Dueñas et al., 2009; Fernández-Orozco et al., 2006; Muñoz-Llandes et al., 2022）。然而，一种能够同时评估多种营养保健反应及其相互作用的系统且综合的优化方法尚未全面应用于L. mutabilis。因此，本研究通过应用响应面法（RSM）来优化安第斯羽扇豆（Lupinus mutabilis Sweet）的受控发芽条件，考虑发芽时间和温度作为自变量，旨在最大化关键生物活性和功能属性，包括γ-氨基丁酸（GABA）、总可溶性酚类化合物和抗氧化能力，从而推进了该领域的最新进展。此外，通过全面评估营养和功能品质（包括氨基酸谱和体外蛋白质消化率）验证了优化的发芽条件。通过在多元优化框架内整合生物化学、营养和功能分析，本研究为安第斯羽扇豆的生物加工潜力提供了新的见解。这些发现有助于将一种未充分利用的安第斯作物提升为可持续的高价值配料，用于功能性和植物基食品应用，符合全球对植物基功能性食品和替代蛋白质来源日益增长的需求。 主要关键的技术方法包括：响应面法（RSM）用于优化发芽条件（时间24–96 h，温度14–26 °C）；高效液相色谱（HPLC）用于定量分析GABA；Folin-Ciocalteu法用于测定总可溶性酚类化合物（TSPC）；ABTS+•、DPPH•和ORAC测定法用于评估抗氧化能力；氨基酸自动分析仪用于测定氨基酸谱；以及体外模拟消化法（如酶解法）用于评估蛋白质消化率。研究材料为2023年收获的安第斯羽扇豆（Lupinus mutabilis Sweet）品种Andenes种子，由秘鲁国立农业大学（Universidad Nacional Agraria La Molina）谷物与原生谷物项目提供。 研究结果部分如下： **发芽性能评估**：研究人员通过评估种子活力和胚根发育（以胚根长度为指标）来考察发芽时间和温度对安第斯羽扇豆发芽性能的影响。结果显示，胚根长度随发芽时间延长而增加，尤其在20°C时最为显著，在96小时达到最高值。 **响应面法优化发芽条件**：采用响应面法（RSM）以GABA、TSPC和抗氧化能力（ABTS+•、DPPH•）为响应值，对发芽时间和温度进行优化。分析表明，温度是调控GABA和酚类积累的主导因素，而发芽时间对增强抗氧化能力（尤其是DPPH•清除能力）影响更大。最终确定的最佳条件为发芽96小时、温度22.6°C，此时整体期望值最高。 **优化条件下的生物活性化合物与抗氧化能力变化**：在最佳条件（96 h， 22.6°C）下，与未发芽种子相比，GABA含量大幅增加753%，TSPC增加191%，抗氧化能力指标ABTS+•、ORAC值和DPPH•清除率分别提升了10%、37%和112%。 **营养品质与蛋白质消化率**：优化发芽不仅富集了生物活性物质，还显著改善了蛋白质品质。研究发现，发芽后种子中必需和非必需氨基酸（特别是赖氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和酪氨酸）水平升高。更重要的是，体外蛋白质消化率从发芽前的77.3 ± 3.7%显著提高至发芽后的88.3 ± 3.0%（P < 0.05）。 **讨论部分总结与结论**：研究讨论指出，受控发芽通过激活内源性酶，引发了显著的代谢和结构改变。这包括细胞壁重塑、次级代谢增强，从而释放或新合成GABA、酚类等生物活性分子，并减少植酸等抗营养因子。温度和时间的优化组合是最大化这些效益的关键。与其它豆类研究一致，延长的发芽时间有利于酚类积累和蛋白质消化率的提高。安第斯羽扇豆作为一种高蛋白、富含赖氨酸且具可持续性的作物，其通过优化发芽实现的品质提升，为其在植物基食品工业中的高值化应用提供了坚实的科学依据。论文结论部分表明：本研究证实了受控发芽是提升Lupinus mutabilis营养与功能特性的有效策略。通过响应面法优化出的发芽条件促进了生物活性化合物的积累并增强了抗氧化能力。发芽时间在调控这些反应中起关键作用，凸显了其在羽扇豆种子代谢激活中的重要性。此外，优化的发芽显著提高了蛋白质品质，表现为氨基酸谱的改善和体外蛋白质消化率的增加。总体而言，该研究为通过生物加工手段提升安第斯羽扇豆的附加值和应用潜力提供了重要见解。
