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

증숙 및 발효 더덕의 이화학적 특성 및 생리활성 변화

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.

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.