Effects of Korean Zingiber mioga R. (Flower Buds and Rhizome) Extract on Memory

한국산 양하(꽃봉오리와 지하경)의 인지 기능 개선 효과

This study investigated the biological activities and effects of Korean Zingiber mioga R. (flower buds and rhizome) on memory. The general composition, minerals, anti-oxidative activities, and AChE inhibitory effects were analyzed, and NORT (Novel object recognition test) and Y-Maze test in vivo were performed. The general contents (moisture, crude fat, crude protein, and crude ash; wet basis) of ZB (flower buds) were 91.96%, 0.15%, 1.99%, and 11.90%, respectively. The general contents (moisture, crude fat, crude protein, and crude ash; wet basis) of ZR (rhizome) were 75.21%, 0.53%, 2.20%, and 9.50%, respectively. The macro mineral contents (Ca, P, Na, and K) of ZB were 31.70 mg%, 15.20 mg%, 8.20 mg%, and 258.60 mg%, respectively. Inhibitory effects (IC50 value) of DPPH and ABTS radicals were higher with ZBD (flower buds water extract) than with ZBE (flower buds EtOH extract), ZRD (rhizome water extract) or ZRE (rhizome EtOH extract). AChE inhibitory effect of ZBD was higher and that of ZRD. NORT and Y-Maze test were performed with scopolamine-induced mice treated with ZBD and ZBE. In NORT, effects of ZBD and ZBE were similar to that of donepezil. In the Y-maze test, performances of ZBD and ZBE-treated mice were similar to that of the normal group. These results suggest that Korean Zingiber mioga R. has potential to be developed into a new functional food for cognition enhancement in the global food market.

본 연구에서는 한국에서 자생하는 양하를 부위(꽃봉오리와 지하경)별로 일반성분, 다량 무기질 함량, 항산화 활성, AChE 저해 활성 및 인지 기능 동물실험을 측정을 통하여 우리나라 고유의 천연 식물자원의 우수성을 규명하고자 하였다. 양하의 꽃봉오리와 지하경의 일반성분을 분석하여 비교해본 결과 양하 꽃봉오리의 수분 함량이 가장 높게 나타났다. 조단백질 함량은 꽃봉오리, 지하경 순으로 높게 나타났다. 조지방 함량은 차이가 거의 없었고 탄수화물은 지하경에서 가장 높게 나타났다. 꽃봉오리와 지하경의 무기질 함량에서는 지하경이 Ca($62.30{\pm}0.46mg%$), K($656{\pm}1.58mg%$), Na($19.10{\pm}0.52$ mg%), P($70.10{\pm}1.54mg%$)으로 더 높게 나타났다. 항산화 비타민 A, C, E를 분석해 봤을 때 비타민 A는 분석되지 않았으며, 비타민 E의 함량은 지하경이 $0.50{\pm}0.02mg$으로 분석되었다. 비타민 C의 경우, 꽃봉오리에서는 분석되지 않았으나 지하경에서는 $0.70{\pm}0.08mg$이 분석되었다. 양하의 꽃봉오리 열수 추출물, 꽃봉오리 70% 에탄올 추출물과 지하경 열수 추출물, 지하경 70% 에탄올 추출물의 total polyphenol contents를 측정한 결과, 꽃봉오리 추출물이 지하경보다, 열수 추출물이 에탄올 추출물보다 총 페놀성 화합물 함량이 우수하게 나타났다. 농도를 달리하여(62.5, 125, 250 및 $500{\mu}g/mL$) DPPH radical scavenging 활성을 측정한 결과 모든 추출물에서 농도 의존적으로 DPPH radical scavenging 활성이 증가하였고, 가장 좋은 활성을 나타낸 것은 꽃봉오리 열수 추출물로 나타났다. ABTS radical scavenging 역시 모든 추출물에서 농도에 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었고, 꽃봉오리 열수 추출물에서 가장 우수하게 측정되었다. 양하 꽃봉오리의 열수 추출물과 에탄올 추출물로 아세틸콜린에스터라아제 저해 활성을 특정한 결과, 양성대조군인 tacrine과 비교 시 양하의 꽃봉오리 열수 추출물이 꽃봉오리 에탄올 추출물에 비해 아세틸콜린에스터라아제 저해 활성이 높게 나타났다. 인지 기능 개선효과를 평가하기 위해 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mice에서 물체인식 실험(NORT)과 Y-미로실험(Y-maze)을 이용한 행동시험을 수행한 결과, NORT에서 양하 꽃봉오리의 열수 추출물과 에탄올 추출물이 거의 유사하게 정상군과 비슷한 정도의 높은 효능을 나타내었고, Y-maze test에서도 양하 꽃봉오리의 열수 추출물과 에탄올 추출물 모두에서 항치매 약물인 donepezil과 유사한 효능을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 양하 추출물 특히 꽃봉오리 부위를 열수 추출했을 때 항산화 활성, 아세틸콜린에스터라아제 저해 활성, 인지 기능 및 학습능력 증진에 효과적으로 작용하여 천연 치매 예방물질 소재로서 이용가치가 높아 앞으로 양하에 대한 계속적인 연구가 필요할 것으로 생각되었다.