Evaluation of Physicochemical Properties and Biological Activities of Steamed and Fermented Deodeok (Codonopsis lanceolata)

This study was designed to evaluate the physicochemical properties and biological activities of steamed and fermented Codonopsis lanceolata. The treatments included NS-NF (non-steamed and non-fermented), NS-LF (non-steamed and L. rhamnosus fermented), S-NF (steamed and non-fermented), and S-LF (steamed and L. rhamnosus fermented). Total polyphenol amounts of S-NF and S-LF were significantly increased to more than 26 mg GAE/g. The highest DPPH scavenging activities were observed for S-NF and S-LF, showing $EC_{50}$ values of 0.8 and 0.6 mg/mL, respectively. The growths of Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, and Shigella boydii were effectively inhibited by S-LF (MIC < 9 mg/mL). The NS-LF and S-LF ($EC_{50}$ <6 mg/mL) effectively inhibited ${\alpha}$-Glucosidase and tyrosinase activities compared to NS-NF ($EC_{50}$ <17 mg/mL). The S-LF exhibited the highest acetylcholinesterase (AChE) inhibitory activity ($IC_{50}$ <32 mg/mL). Therefore, the results suggest that the application of the steaming process combined with probiotic fermentation can effectively enhance the biological and pharmacological activities in C. lanceolata.

증숙 및 발효 더덕의 이화학적 특성 및 생리활성 변화

본 연구에서는 증숙 및 발효에 의한 더덕(Codonopsis lanceolata)의 이화학적 특성과 생리활성의 변화에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 건조된 더덕 시료를 증숙처리한 후 Lactobacillus rhamnosus를 접종하여 $37^{\circ}C$에서 7일간 혐기적 조건에서 발효시켰다. 비증숙과 비발효 더덕추출물(NS-NF)을 대조군으로 하여 처리군에는 비증숙과 발효 더덕추출물(NS-LF), 증숙과 비발효 더덕 추출물(S-NF), 증숙과 발효 더덕추출물(S-LF)을 포함한다. 총 폴 리페놀성 화합물 함량은 NS-NF(8.9 mg GAE/g)와 비교하여 S-NF와 S-LF에서 유의적으로 증가되었다(26 mg GAE/g). 총 플라보노이드 함량은 S-NF(8.1 mg RE/mL)와 S-LF(7.8 mg RE/mL)에서 가장 높았다. S-NF와 S-LF의 $EC_{50}$ 값이 각각 0.8과 0.6 mg/mL으로 높은 항산화능을 보였다. Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium, Shigella boydii의 생육은 S-LF에 의해 효과적으로 저해되었다(MIC<9 mg/mL). NS-NF($EC_{50}$ <17 mg/mL)에 비교하여 NS-LF와 S-LF($EC_{50}$ <6 mg/mL)가 가장 높은 ${\alpha}$-glucosidase와 tyrosinase 저해효과를 나타냈다. Aacetylcholinesterase(AChE)는 S-LF($EC_{50}$ <32 mg/mL)에 의해 효과적으로 저해되었다. 따라서 본 연구의 결과는 증숙에 의해 더덕의 총 페놀 함량, 플라보노이드 함량, 항산화능이 향상되었으며 발효에 의해 특이적으로 항미생물 효과, 효소활성저해 및 인지기능 개선 등과 같은 생리활성을 효과적으로 증진시켰다.