Comparative Study of Biological Activities of Methanolic Extracts from Two Medicinal Plants Cinnamomum zeylanicum (Cinnamon) and Zingiber officinale Roscoe (Ginger)

Étude comparative des activités biologiques des extraits méthanoliques issus de deux plantes médicinales Cinnamomum zeylanicum (Cannelle) et Zingiber officinale Roscoe (Gingembre)

¹ Laboratory of Research on Local Animal Products, University of Tiaret, 14000 Algeria
² Faculty of Natural and Life Sciences, University of Tiaret, 14000 Algeria
³ Institute of Veterinary Sciences, University of Tiaret, 14000 Algeria

^* e-mail : noura.ayad@univ-tiaret.dz

Abstract

This study aimed at extracting and quantifying phenolic compounds from Cinnamomum zeylanicumand Zingiber officinale Roscoe, then subjecting them, in vitro, to screening based on their richness in polyphenols, flavonoids, and their antioxidant potential. The extraction of phenolic compounds was performed by maceration in absolute methanol. The quantification of polyphenols and flavonoids from two extracts was performed using colorimetric techniques; the Folin-Ciocalteu reagent and the aluminum trichloride. The evaluation of the antioxidant activity was performed by three methods: FRAP, DPPH-radical scavenging, and H₂O₂ neutralization. Lipid peroxidation was evaluated by thiobarbituric acid reactive substances. In addition, the antibacterial activity, using the agar diffusion and incorporation methods, was tested on four bacteria (Escherichia coli ATCC 2592, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Bacillus cereus ATCC 11778, and Staphylococcus aureus ATCC 33862). The results showed that the methanolic extract from Cinnamomum zeylanicum (MEC) was richer in polyphenols than the methanolic extract of Zingiber officinale Roscoe (MEG). A strong antioxidant capacity was observed and highly significant with MEC compared to MEG for the three techniques used, the FRAP test (EC₅₀ = 108.56 ± 4.18 µg/ml versus 310.07 ± 6.94 µg/ml respectively). The IC₅₀ of DPPH-radical (5.27 ± 0.11 µg/ml versus 22.50 ± 0.45 µg/ml). Therefore, a highly significant inhibition potential of lipid peroxidation was obtained withMEC compared to MEG with MDA levels (57.68 ± 1.64 and 63.02 ± 2.95 µmol/g tissue), respectively. EMC has a strong antibacterial effect against Gram-positive and Gram-negative bacteria. Cinnamon exerts powerful biological activities compared to ginger; this ability could be due to the high content of phenolic compounds in the bark.

Résumé

Cette étude s'intéresse à extraire et quantifier les composés phénoliques de deux plantes médicinales : Cinnamomum zeylanicum et Zingiber officinale Roscoe, afin de cibler entre les deux plantes à base de leur richesse en polyphénols, en flavonoïdes, leur potentiel biologique. L'extraction a été réalisée par macération dans du méthanol absolu. La quantification des polyphénols et des flavonoïdes a été réalisée par des techniques colorimétriques Folin-Ciocalteu et trichlorure d'aluminium. L'évaluation de l'activité antioxydante a été estimée par trois méthodes : FRAP, DPPH et de neutralisation de H₂O₂. La peroxydation lipidique a été évaluée par les substances réactives de l'acide thiobarbiturique. Cependant, l'activité antibactérienne, en utilisant les méthodes diffusion sur gélose et d'incorporation, a été réalisée vis-à-vis de quatre souches Escherichia coli ATCC 2592, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Staphylococcus aureus ATCC 33862, Bacillus cereus ATCC 11778. Les résultats de la quantification des polyphénols indiquent que l'extrait de Cinnamomum zeylanicum (EMC) est l'extrait le plus riche en composés phénoliques en comparaison avec l'extrait de Zingiber officinale (EMG). De même, une forte capacité antioxydante a été constatée et hautement significative avec des CE₅₀ déterminées par le test FRAP sont 108,56 ± 4,18 µg/ml versus 310,07 ± 6,94 µg/ml respectivement. Une C_I50 du radical DPPH· d'EMC inférieure à celle d'EMG (5,27 ± 0,11 µg/ml versus 22,50 ± 0,45 µg/ml). Par conséquent, un potentiel d'inhibition de la peroxydation lipidique (p < 0,001) a été obtenu avec EMC par rapport à EMG avec (MDA = 57,68 ± 1,64 et 63,02 ± 2,95 µmol/g de tissu). On a enregistré un effet antibactérien fort avec la cannelle contre les bactéries à Gram-positive et à Gram-négative. La cannelle exerce des activités biologiques puissantes par rapport au gingembre, cette capacité pourrait être due à la forte teneur en composés phénoliques de cette écorce.