El germen de trigo, un subproducto de la industria molinera de harina, se comercializa actualmente principalmente para aplicaciones de alimentación animal. Este estudio tiene como objetivo explorar y optimizar el proceso de fermentación del germen de trigo para lograr productos con una composición nutricional y propiedades biológicas mejoradas, y caracterizar aún más los productos fermentados generados utilizando estas condiciones óptimas. El tipo de microorganismo (5022 (levadura) y cepa 299v (bacteria)), el pH (4.5, 6 y 7.5) y el tiempo de fermentación (24, 48 y 72 h) se optimizaron utilizando la metodología de superficie de respuesta (RSM) con el objetivo de lograr productos fermentados con un alto contenido total de fenoles (TPC), dimetoxi benzoquinona (DMBQ) y actividades antioxidantes. Las condiciones óptimas de fermentación se lograron utilizando pH 6, 48 h, generando extractos que contenían TPC (3.33 mg equivalentes de ácido gálico/g), DMBQ (0.56 mg DMBQ/g) y actividad captadora de radicales DPPH (86.49%). Estos productos fermentados de manera óptima tenían concentraciones más altas de péptidos (607 g/mL), ácido gamma-aminobutírico (GABA) (19,983.88 mg/kg) en comparación con productos no fermentados o fermentados con levadura. Estos hallazgos resaltan la influencia de las condiciones de fermentación del germen de trigo y la prometedora aplicación industrial de la fermentación del germen de trigo para desarrollar productos alimenticios con propiedades biológicas mejoradas, prometedoras para su comercialización como alimentos funcionales.