El jugo de alcachofa de Jerusalén es valorado por su contenido nutricional y beneficios para la salud. La fermentación espontánea realza su sabor, calidad y componentes funcionales a través de actividades metabólicas microbianas. Este estudio utilizó secuenciación de alto rendimiento para analizar los cambios en la comunidad microbiana, y LC-MS y GC-MS para detectar metabolitos secundarios y compuestos de sabor durante la fermentación. Durante la fermentación natural, bacterias beneficiosas como y aumentaron, promoviendo la producción de ácido láctico e inhibiendo bacterias dañinas, mientras que las bacterias ambientales disminuyeron. De manera similar, los hongos cambiaron de tipos ambientales como y a asociados a la fermentación y . Se identificaron un total de 1666 metabolitos secundarios, con 595 regulados al alza y 497 regulados a la baja. Las vías metabólicas clave incluyeron la biosíntesis de fenilpropanoides, con aumentos significativos en fenilalanina, triptófano y metabolitos relacionados. El metabolismo de lípidos y nucleótidos también mostró cambios significativos. Los compuestos de sabor, incluidos 134 alcoholes, ésteres, ácidos y cetonas identificados, en su mayoría aumentaron en contenido después de la fermentación. Se observaron aumentos notables en el alcohol feniletilo, el benzenpropanoato de etilo, el butanoato de 3-metilbutilo, el 4-metilpentanoato de etilo, el 5-etil-3-hidroxi-4-metil-2(5H)-furanona, el decanoato de etilo, el ácido hexanoico y el 1-octanol. El ácido gamma-aminobutírico (GABA) y otros componentes funcionales mejoraron el valor saludable del jugo. Este estudio proporciona información sobre los cambios microbianos y metabólicos durante la fermentación, ayudando a optimizar procesos y mejorar la calidad del jugo de alcachofa de Jerusalén fermentado para el desarrollo de alimentos funcionales.