Effects of Ethanol Extracts from Zingiber officinale Rosc., Curcuma longa L., and Curcuma aromatica Salisb. on Acetylcholinesterase and Antioxidant Activities as well as GABA Contents

This study investigated the cognition-related effects on antioxidant activities, ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) contents, and AChE inhibitory activities in ethanol extracts from Zingiber officinale Rosc. (Korea), Curcuma longa L. (Korea), Curcuma longa L. (Myanmar), and Curcuma aromatica Salisb. (India). These extracts were investigated to determine the relationships among total polyphenols as well as DPPH and ABTS radical scavenging activities, GABA contents, and acetylcholinestrase (AChE) inhibitory activity. For the results, C. longa L. from Myanmar exhibited the highest contents of curcumin (97.1 ${\mu}g/mg$), total polyphenols (98.4 ${\mu}g/mg$), and GABA (1.31 ${\mu}g/mg$), as well as the strongest radical scavenging activities and AChE inhibitory activity. In addition, C. aromatica Salisb from India, which had the highest total polyphenol content (98.4 ${\mu}g/mg$) and strongest radical scavenging activities, exhibited relatively high AChE inhibitory activity similar to that of C. longa L. from Myanmar. On the other hand, Z. officinale Rosc. and C. longa L. from Korea showed low contents of curcumin (12.2 ${\mu}g/mg$) and polyphenols (85.7 ${\mu}g/mg$), as well as low AChE inhibitory activities. However, we could detect 1.11 ${\mu}g/mg$ of GABA in these extracts, which was similar to that of C. longa L. from Myanmar. Therefore, GABA content was not correlated with AChE inhibitory activity. Based on the results, AChE inhibitory activity is highly correlated with polyphenol contents in Zingibearceae family. Overall, among the Zingiberaceae tested, C. longa L. from Myanmar might be a strong candidate as a cognitive-enhancing ingredient.

생강, 울금, 강황 추출물의 항산화 효과, AChE 억제활성 및 GABA 함량

생강과 식물의 인지기능 관련 활성을 검토하고 종류와 산지에 따른 차이를 비교하기 위하여, 시중에서 많이 사용되고 고품질로 알려져 있는 국산 생강과 울금, 미얀마산 울금과 인도산 강황의 항산화 효과, GABA 함량, 활성성분 분석, 그리고 AChE 억제 활성을 측정하였다. 미얀마산 울금 에탄올추출물에서 총 폴리페놀(98 ${\mu}g/mg$), curcumin(97.1 ${\mu}g/mg$), GABA 함량(1.31 ${\mu}g/mg$)이 가장 높았으며, DPPH, ABTS 라디칼 소거능 및 AChE 저해능도 비교적 높게 나타났다. 한편, 인도산 강황 추출물도 미얀마산 울금과 비슷한 항산화 효과와 AChE 저해 효과가 나타났으나, curcumin (12.2 ${\mu}g/mg$)과 GABA(0.04 ${\mu}g/mg$) 함량은 매우 낮게 나타났다. 국산 생강과 울금 추출물의 경우 총 폴리페놀 함량은 비슷하였으나(39.7~42.5 ${\mu}g/mg$) 6-gingerol, 6-shogaol 등의 진저롤류를 함유하고 있는 생강 추출물에서 울금보다 높은 라디칼 소거능, 특히 강한 ABTS 라디칼 소거능을 나타내었으며, AChE 저해능은 두 추출물 모두 매우 낮은 것으로 나타났다. 국내산 2가지 추출물의 GABA 함량(약 1.11 ${\mu}g/mg$)은 미얀마산 울금과 비슷한 정도로 높게 검출되어 라디칼 소거능과 AChE 억제능은 GABA 함량과는 상관성이 없었다. 따라서 본 실험에 사용한 4가지 생강과 식물 추출물의 AChE 억제능은 총 폴리페놀 함량과 밀접한 관계가 있으며, curcumin 함량, 라디칼 소거능 및 GABA 함량과는 직접적인 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 이상의 결과와 같이, 미얀마산 울금은 나머지 추출물과 비교하여 높은 항산화 활성과 curcumin 및 GABA 함량, 그리고 비교적 높은 AChE 저해활성을 갖는 강력한 인지능 개선 소재로 활용될 수 있을것으로 사료된다.