پیش بینی عملکرد بیومس و اسانس و برخی از شاخص های رشدی گیاه مرزه (satureia hortensis)?با استفاده از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و شبکه عصبی مصنوعی

-1- مقدمه درحال حاضر تقاضای روزافزونی برای داروهای با منشأ طبیعی وجود دارد که عمدتاً به دلیل طیف گسترده فواید زیست شناختی، برخورداری این داروها از خاصیت امنیت غذایی بیشتر، سازگاری بهتر با بدن و قیمت ارزان تر آن ها نسبت به داروهای شیمیایی است. هم اکنون بیش از یک چهارم داروهای تجویزی مورد استفاده در کشورهای صنعتی به طورمستقیم و غیرمستقیم (نیمه-سنتزی) از گیاهان مشتق می شود و این رقم حتی در کشورهای درحال توسعه از قبیل هند و چین به حدود 80 درصد می رسد. بشر از دیرباز فرآورده های دارویی گیاهان را به عنوان عوامل موثر در التیام دردهای خویش بکار برده است. اما گیاهان متابولیت های ثانویه را به عنوان ابزار سازگاری به اوضاع و پدیده های مختلف محیط زیست برای حفاظت از اصل و نسل خود تولید می نماید. به همین دلیل زمانی که گیاه در وضعیت اکولوژیکی متفاوتی قرار می گیرد کمیت و کیفیت متابولیت های ثانویه موجود در پیکر خود را در جهت سازگاری به این وضعیت ها تغییر می دهد. بنابراین با نگرش به مبانی سنتز مواد شیمیایی در طبیعت و نحوه اشتقاق، گستردگی و تنوع آن ها در شرایط مختلف طبیعی، درمی یابیم که تنش ها، شرایط محیطی و سازگاری گونه های مختلف گیاهی، عوامل عمده تولید مواد موثره هستند. تأثیر عوامل محیطی بر گیاه و متابولیت های آن می تواند به دو صورت تدریجی (سیر تکامل) و آنی باشد. تغییرات آنی در مواد شیمیایی گیاهان، تحت تأثیر عوامل زنده و غیر زنده (آب ، خاک و هوا) امری مسلم است و تأثیر این عوامل در درازمدت می تواند به صفات موروثی و قابل انتقال به نتایج تبدیل شود. بنابراین کاربری صحیح عوامل محیطی می تواند در جهت افزایش کمیت و کیفیت متابولیت های ثانویه و بازده اقتصادی گیاهان دارویی در شرایط کشت مزرعه ای مفید باشد. در بین عوامل محیطی موثر در بیوسنتز متابولیت های ثانویه، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، عناصر غذایی و ph خاک از اهمیت بالایی برخوردار هستند. عناصر غذایی خاک بر رشد و نمو و میزان مواد موثره گیاهان تأثیرگذار هستند و از آنجا که به راحتی قابل تغییر می باشند، با تغییر در آن ها می توان تغییرات قابل توجهی در کمیت و کیفیت گیاهان دارویی ایجاد کرد. بنابراین توصیه کودی برای گیاهان دارویی باید با درنظرگرفتن کلیه شرایط موثر صورت پذیرد، چرا که یک تیمار کودی ممکن است منجر به افزایش محصول شود، در صورتی که میزان ماده موثره گیاه را کاهش دهد و یا تغییر کیفی خاصی در اجزاء متشکله مواد موثره ایجاد نماید که سودمند نباشد. در کشور ما ضرورت استفاده از اراضی کم بهره به صورت حاد و اجتناب ناپذیری مطرح است و بهترین گزینه برای استفاده از چنین زمین هایی تا آنجا که اصول مدرن کشاورزی پایدار توصیه می کند، کشت گیاهانی است که اول مستعد تولید مواد متابولیکی ارزشمند در شرایط ویژه این مناطق هستند، ثانیاً به دلیل اینکه این گونه گیاهان توقعات تغذیه ای پایینی دارند در خاک های نامرغوب مناطق مذکور به طور نسبی با موفقیت می رویند. در واقع هر واحد زیست محیطی ممکن است برای چند نوع بهره وری توان اکولوژیکی داشته باشد درحالی که اگر واحد مذکور از نوع زمین های کم بهره باشد عمدتاً نمی توان به اجرای بیش از یک کاربری پرداخت و بهترین گزینه برای سرزمین های کم بهره از جمله خاک های آهکی و شور تکیه بر تولید متابولیت های ثانویه از طریق کشت گیاهان سازگار و مقاوم است. برای مثال کشور استرالیا که دارای سرزمین های کم بهره وسیعی است با تاکید بر اصل آمایش سرزمین سهم بهره وری از زمین های کم بهره را از طریق تولید گیاهان دارویی افزایش داده است. 1-2- گیاهان دارویی یک نگاه خوش بینانه به جمعیت درحال رشد جهان نشان می دهد که این جمعیت تا نیمه اول قرن حاضر از 10 میلیارد نفر خواهد گذشت، به طوری که در کنار امنیت غذایی، تلاش در جهت امین بهداشت و سلامت آن یکی از مهم ترین مشکلات و نگرانی های پیش روی جامعه جهانی خواهد بود. از قرن ها پیش بشر به موازات تلاش برای تهیه غذا و پوشاک به حفظ سلامتی خود نیز می اندیشیده است بطوریکه که از مواد موجود در پیکره گیاهان موسوم به دارویی به عنوان ابزاری موثر در التیام بیماری ها استفاده کرده است. بنابراین اندیشه و تفکر تأمین سلامتی و یافتن روش هایی برای سالم زیستن و رفع ناراحتی های بدن (علم طب) با استفاده از رستنی ها و گیاهان در ردیف اولین بارقه های ذهن انسان بوده است. هرچند آغاز استفاده از گیاهان دارویی به صورت جمع آوری از طبیعت یا کشت آن دقیقاً مشخص نیست اما در اواخر قرن هجدهم و اوایل نوزدهم، تحقیقات گسترده ای بر روی گیاهان دارویی صورت گرفت و همزمان نتایج آن ها به صورت دارو نامه های گیاهی منتشر شد (فرنیا و جهانگیری، 1373؛ آئینه چی، 1365؛ کراکر و گاردنر، 2006). با صنعتی شدن جوامع جهانی، تکنولوژی روبه رشد انسان و در رقابت با طبیعت (طب سنتی)، قادر گردید باب تازه ای در درمان بیماری های متنوع جسمی و روحی خود بگشاید. نوآوری در تکنولوژی و فشارهای سیاسی- اجتماعی در اوایل قرن بیستم منجر به کاهش سریع استفاده از گیاهان دارویی و جایگزینی آن ها با فرآورده های شیمیایی گردید. توسعه داروهای سولفاته در دهه 1930 و سنتز ترکیبات شیمیایی آلی در دهه 1940، منابع جدید را تولید نمودند و استفاده از این داروها به سرعت در بسیاری از کشورها رایج گردید تا آنجا که پس از مدتی تنها پزشکان آموزش دیده ای که داروهای شیمیایی را تجویز می کردند، اجازه فعالیت داشتند. ساخت داروهای شیمیایی با اثرات سریع و کارآمد، انقلاب بزرگی در تأمین سلامت جامعه جهانی به شمار می آید بطوریکه کنترل بسیاری از بیماری های کشنده، ازجمله دستاوردهای انکارناپذیر آن هاست. اما به تدریج اثرات جانبی خطرناک و مخرب استفاده از این داروها بر سلامت روحی و جسمی انسان ها، ارمغانی بود که در تکنولوژی منهای طبیعت حاصل گردید. برای جلوگیری از این فجایع سازمانی تحت عنوان سازمان احتیاط دارو در سال 1965 در سوئد تأسیس گردید و گزارش مرگ و میرها و اثرات جانبی ناشی از مصرف داروهای شیمیایی را مورد مطالعه قرارداد و علت مرگ و میرهای غیرطبیعی و اثرات ناگهانی بر سلامت جوامع انسانی را وابسته به دو عامل آلودگی های محیط زیست و مصرف داروهای شیمیایی اعلام کرد. با بیانیه این سازمان و محدودیت های سازمان بهداشت جهانی بار دیگر استفاده از داروهای برگرفته از طبیعت مورد توجه جهانیان قرار گرفت. با بهبود وضع زندگی در جوامع پیشرفته و آشکار شدن آثار جانبی بسیاری از داروهای شیمیایی و رویکرد به داروهای گیاهی از سوی مصرف کنندگان، استفاده از ترکیبات طبیعی گیاهان تدریجاً رونق گرفت با این تفاوت که پزشکان و مصرف کنندگان خواستار دلایل علمی برای گیاهان دارویی شدند و در این راستا بر ارائه نتایج آزمایش های بالینی مصرف داروهای گیاهی، به جای استفاده از دانش سنتی مصرف آن ها تاکید ورزیدند. از نیمه دوم قرن بیستم، مصرف داروهای گیاهی سیر صعودی به خود گرفت تا جایی که از این دوره به عنوان رنسانس گیاهان دارویی یاد می شود. طی این دوره و با تصویب استانداردهای مختلف مربوط به جمع آوری مطلوب و کشاورزی مطلوب گیاهان دارویی، فعالیت درزمینه کشت وصنعت این گیاهان و فرمولاسیون داروهای مربوط به آن ها رونق چشم گیری یافت. در نتیجه طی سال های اخیر تحقیقات در زمینه های مختلف مرتبط با گیاهان دارویی افزایش یافته است (دوراسومی و همکاران، 2006). طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی در بیشتر کشورهای درحال توسعه، درحال حاضر بالغ بر 80 درصد مردم، نیاز دارویی خود را از منشأ طبیعی تأمین می کنند. آمار نشان می دهد که ارزش تجاری فرآورده های گیاهی در مقایسه با داروهای شیمیایی، دارای رشد سالانه 15-10 درصد (داروهای شیمیایی 6-3 درصد) بوده و بالغ بر 43 میلیارد دلار در سال است. 1-3- شبکه های عصبی مصنوعی از آنجا که بشرهمواره درتلاش برای یافتن راه حل هایی بوده تاپردازش اطلاعات، مسائل و پدیده هایی را که به راحتی قابل حل نیستند و همچنین یافتن روابط پیچیده میان پارامترهای پدیده های موردنظر را در علوم مختلف تسهیل بخشد، با الگوبرداری از سیستم های بیولوژیک به سیستم های هوشمندی دست یافته است که قادر به استخراج دانش الگوریتم یا نگاشت ازدل محاسبات عددی می باشد. سامانه های دینامیکی یادشده که شبکه های عصبی مصنوعی نامیده می شوند باپردازش برروی داده های تجربی دانش یا قانون نهفته در ورای داده ها را ارائه می کنند (منهاج، 1381). 1-4- فرضیه 1. پارامترهای زودیافت خاک نظیر بافت خاک، موادآلی، ph، ec، فسفر، پتاسیم، نیتروژن و درصدکربن بر میزان عملکرد بیومس و اسانس گیاه مرزه تابستانه موثرند. 2. پیش بینی میزان عملکرد بیومس و اسانس با استفاده از برخی پارامترهای زودیافت خاک با کمک شبکه عصبی مصنوعی انجام پذیر است. 1-5- اهداف پژوهش 1. تعیین پارامترهای زودیافت خاک، مورد نیاز جهت برآورد عملکرد بیومس و اسانس مرزه. 2. تخمین میزان بیومس و اسانس با استفاده از متغیرهای زودیافت خاک توسط شبکه عصبی مصنوعی. 3. تعیین مدل بهینه برای تعیین عملکرد بیومس و اسانس مرزه. فصل دوم بررسی منابع 2-1- معرفی مرزه گیاه مرزه متعلق به خانواده نعناع ، زیر خانواده نپتوئیده و طایفه منتئا بالغ بر 30 گونه را شامل می شود که برخی گونه ها یک ساله و اغلب آن ها چند ساله می باشند. این گونه ها عمدتا بومی مناطق مدیترانه شرقی و غرب آسیا هستند و عموما در مناطق با اقلیم مرطوب و خاک های عمیق تا مناطق با اقلیم خشک، آفتابی و خاک های سنگلاخی رشد می کنند (هادیان و همکاران، 1387). ایران یکی از مهم ترین مخازن ژرم پلاسم مرزه در دنیاست. 14 گونه از این گیاه در ایران شناسایی شده است که 8 گونه از آن ها اندمیک می باشند (رشینگر، 1982؛ جم زاد، 1996). گونه های مرزه همانند دیگر گونه-های خانواده نعناع از جمله آویشن و مرزنگوش دارای ترکیبات فعال بیولوژیک متعدد در اسانس و عصاره می باشند که امروزه در صنایع دارویی و غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. در بسیاری موارد ترکیبات فنلی موجود در اسانس و عصاره این گیاهان آثار تعیین کننده و تاثیرگذار بروز داده اند (هادیان و همکاران، 1387). گونه های مرزه اغلب گیاهانی پایا به صورت بوته هایی نسبتا بلند و در بن چوبی، یا به صورت بوته های کوتاه و بندرت یک ساله اند. برگ ها و کاسه گل پوشیده از غدد منقوط هستند. برگ ها اغلب بدون تقسیم و دارای دمبرگ کوتاه اند. گل ها مجتمع در چرخه های محوری یا انتهایی دارای 3 تا 7 گل دمگل دار یا بدون دم گل هستند. کاسه، لوله ای یا استکانی شکل و دارای 10 تا 13 رگه با 2 لبه تقریبا هم اندازه است (لوله یا استکان به صورتی ایستاده، بندرت قوزدار، گلوی آن کم و بیش کرک-دار و در لب پایین دارای دودندانه و در لبه پایینی دارای سه دندانه می باشد). جام گل دو لبه و دارای لوله ایستاده است. لب بالایی جام ایستاده و در حاشیه دندانه دار و لب پایینی آن افتاده و گسترده، افقی و سه قسمتی است. پرچم ها 4 عدداند و در زیر لب بالایی به صورت هم گرا قرار دارند. بساک-ها دارای دو خانه واگرا با رابطی کوتاه می باشند. کلاله دارای دو لبه دور از هم و خامه واجد دو شاخه باریک و سیخی شکل و دور از هم است (قهرمان، 1373). 2-2- مرزه تابستانه مرزه تابستانه (.satureja hortensis l) گیاهی علفی، یکساله، دارای ساقه چهارگوش، مستقیم و ارتفاع 60-30 سانتی متر است. برگ های گیاه نیزه ای شکل، متقابل با دمبرگ کوتاه می باشند. غدد اسانس در دو سطح برگ ها و کاسبرگ ها دیده می شوند. گل ها منظم و دو جنسی و میوه ها کوچک، کروی و از نوع فندقه می باشد (هادیان و همکاران، 1387). عدد کروموزومی این گیاه 24 (48=n2) گزارش شد (مچلک ، 1954). مرزه تابستانه به همراه مرزه زمستانه تنها گونه های این جنس هستند که به عنوان سبزی، ادویه یا گیاه زینتی کشت می شوند. اندام هوایی گلدار مرزه تابستانه در طب سنتی با اثر شناخته شده ضد نفخ، ضد دل درد، ضد کرم، مقوی معده، محرک و خلط آور مورد استفاده قرار می گیرد (زرگری، 1376). اثرات ضد اسپاسم این گیاه نیز در بررسی های بالینی به اثبات رسیده است (حاج هاشمی و همکاران، 2000). 2-3- کشت و کار مرزه از بیـن گـونه هـای مختـلف جنس مرزه، دو گونه مرزه تابستانه (s. hortensis) و مرزه زمستانه (s. montana) مورد کشت و کار قرار می گیرند. مرزه تابستانه گونه ای یک ساله است که در بسیاری از نقاط اروپا به عنوان گیاهی ادویه ای و آشپزخانه ای مورد استفاده قرار می گیرد. این گیاه از گذشته در نقاط مختلف ایران در باغ های خانگی کشت می شده است. این گیاه دارای دوره رویشی کوتاهی است (80-75 روز از جوانه زنی بذر تا گلدهی کامل) که معمولا در اوایل بهار کشت می شود (دمای مناسب برای جوانه زنی بذرها 15-12 درجه سانتی گراد) و تا اواخر خرداد به گل می رود. گیاهان جوان به دماهای کم حساس هستند و رشد بوته ها در دمای 10 درجه سانتی گراد متوقف می-شود. به طور کلی مرزه تابستانه گیاهی نورپسند است و در مناطق گرم به خوبی رشد می کند. گیاهان در مرحله گلدهی کامل حاوی حداکثر میزان اسانس هستند که برای استخراج اسانس معمولا در این مرحله برداشت می شوند. مرزه تابستانه را می توان در چند چین در سال برداشت نمود. عملکرد پیکر رویشی خشک این گیاه بیش از 6 تن در هکتار است. مرزه زمستانه گیاهی چند ساله است که به صورت وحشی در اروپا می روید. این گونه در فلور ایران وجود ندارد ولی در اروپا برای مصارف مشابه مرزه تابستانه کشت و تولید می شود (امیدبیگی، 1386؛ هادیان و همکاران، 1387). امروزه مرزه تابستانه در کشورهای مختلف از جمله در آلمان، فرانسه، مجارستان و اسپانیا در سطوح وسیع کشت و تولید می شود (امید بیگی، 1387). برای استفاده در صنایع وابسته، کشت و پرورش ارقام دارای درصد بالای کارواکرول، بازده بالای اسانس، عملکرد بالای پیکر رویشی، تیپ رشد مناسب جهت برداشت مکانیزه و مقاومت به تنش های زنده و غیرزنده ضروری می باشد. تاکنون چندین رقم از جمله ساترن، کومپکتا، آروماتا در کشورهای لهستان، آلمان و مجارستان اصلاح و معرفی شده اند (گورا و همکاران، 1996؛ سوبودا ، 2003). اخیرا بذرهای چند رقم اصلاح شده مرزه تابستانه به ایران وارد شده و در کشت و صنعت های دارویی مورد استفاده قرار می گیرد (امیدبیگی، 1386). 2-4- ترکیب های شیمیایی اسانس مرزه اختصاصات فیتوشیمیایی اسانس مرزه در دو سطح بین و درون گونه ای بطور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعات نشان می دهند که گونه های مختلف این جنس از نظر ترکیبات موجود در اسانس در دو گروه گونه های دارای ترکیبات فنلی شامل دو تیپ تیمول و تیپ کارواکرول و گونه های دارای ترکیبات غیرفنلی شامل تیپ مونوترپن های هیدروکربنه، تیپ مونوترپن های الکلی و تیپ مونوترپن های کتونی می باشند. اوضاع محیطی محل رویش در بازده و اجزای اسانس مرزه تاثیر به سزایی دارد (جدول 2-1) (سناتور و همکاران، 1998). کارواکرول مهم ترین ترکیب فعال بیولوژیکی موجود در اسانس دو گونه کشت شده مرزه یعنی مرزه تابستانه و مرزه زمستانه و برخی گونه های وحشی مرزه (همچنین آویشن و مرزنگوش) می-باشد. این گونه ها غنی ترین منابع حاوی کارواکرول در خانواده نعناع هستند. کارواکرول علاوه بر خانواده نعناع در برخی دیگر از گونه های گیاهی چون کنوپودیاسه، پلانتاژنیاسه، چتریان، وربناسه و غیره شناسایی شده است (کیریمر و همکاران، 1995). اسانس های محتوی کارواکرول همچنین دارای فعالیت آنتی اکسیدانی قابل توجه می باشند. همچنین کارواکرول باز دارنده بیوسنتز پروستاگلاندین است که این بازدارندگی مکانیزم مهمی در تسکین درد و فرایندهای ضد التهابی است (واگنر و همکاران، 1986). فعالیت های بیولوژیکی دیگری از جمله آثار ضد اسپاسم، بازدارندگی ”استیل-کولین استراز“، ”لیپیدپراکسیداز“، فرونشاننده رادیکال های آزاد، محرک ماکروفاژی گلبول های سفیدخون در مورد کارواکرول گزارش شده است (کیریمر و همکاران، 1995). جدول 2-1- ترکیبات اصلی اسانس مرزه تابستانه s. hortensis گزارش شده از مناطق مختلف ترکیبات اصلی اسانس نوع رقم محل رویش منبع کارواکرول (67%)، گاما ترپینن (15.3%) و پی سیمن (6.73%) توده محلی کشت شده در صربستان میحاجیلف کرستف ، 2009 کارواکرول (58%) و گاما ترپینن (30%) توده محلی کشت شده در سوریه نواک ، 2005 کارواکرول (35.6%)، گاما ترپینن (47.4%) و آلفاترپینن (5.3%) ساترن کشت شده در اسکاتلند سووبودا و گرنوی ، 2003 کارواکرول (42.9%)، گاما ترپینن (41.8%) و آلفاترپینن (4.4%) کومپکتا کشت شده در اسکاتلند سووبودا و گرنوی، 2003 کارواکرول (39.9%)، گاما ترپینن (36.8%) و آلفاترپینن (4.1%) آروماتا کشت شده در اسکاتلند سووبودا و گرنوی، 2003 کارواکرول (59.7%)، گاما ترپینن (12.8%) و پی سیمن (9.3%) توده محلی کشت شده در ایران قنادی، 2002 کارواکرول (34.8 %) و گاما ترپینن (20.5%) ساترن کشت شده در لهستان زاویسلاک ، 2008 کارواکرول (45%) و گاما ترپینن (38%) توده محلی کشت شده در ایران میرزا، 1380 کارواکرول (39.3%) و گاما ترپینن (40.9%) ساترن کشت شده در لهستان گورا ، 1996 2-5- ترکیب های شیمیایی عصاره مرزه تحقیقات متعدد نشان می دهد که فعالیت دارویی عصاره مرزه به شدت با حضور اسیدهای فنلی آزاد چون مشتقات اسید کافئیک از جمله اسید رزمارینیک در ارتباط است. برخی ترکیبات فلاونوئیدی از جمله آپیژنین، لوتئولین، سیناروزید و غیره نیز در غلظت خیلی کم در عصاره های مرزه شناسایی شده است (کمرتلیتزه و همکاران، 2004). اسید کافئیک در بیوشیمی خانواده نعناع نقش محوری ایفا می کند و غالباً به فرم دیمر خود، یعنی اسید رزمارینیک دیده می شود. اسید کافئیک واحد ساختاری انواع مختلف متابولیت های گیاهی از ساده ترین مونومرها تا ترکیبات متراکم چندگانه و انواع الیگومرهای آن است. تریمرها و تترامرهای اسید کافئیک به لحاظ جنبه های درمانی مورد توجه هستند و از فعالیت های بیولوژیک برجسته ای برخوردارند. مونومرهای اسید کافئیک اغلب به فرم خود اسید کافئیک و 3- (3,4- دی هیدروکسی فنیل) اسید لاکتیک دیده می شوند. از دیگر مشتقات مونومری، اسید فرولیک، اسید ایزوفرولیک، اسیدکلروژنیک را می توان نام برد. اسیدرزمارینیک، از فراوانترین دیمرهای اسیدکافئیک است که عامل فعالیت های آنتی اکسیدانی قوی محسوب می شود. در واقع اسید رزمارینیک ، استراسید کافئیک و 3,4-دی هیدروکسی فنیل -لاکتیک اسید می باشد (اگزارچو و همکاران، 2002). تعدادی از مشتقات این اسید در گیاهان شناسائی شده است که متشکل از 1 یا 2 اسید رزمارینیک همراه با دیگر گروه های آروماتیک می-باشند. اسیدلیتوسپرمیک متشکل از اسیدرزمارینیک و اسیدکافئیک و اسیدلیتوسپرمیک ب، دیمر اسیدرزمارینیک معروف ترین مشتقات اسیدرزمارینیک هستند. در گیاهان، اسیدرزمارینیک می تواند به عنوان یک عامل دفاعی در برابر عوامل بیماری زا و جانوران گیاه خوار عمل کند. تریمرهای مشتق شده از اسید کافئیک گروه وسیعی از متابولیت ها را تشکیل می دهند. اسید سالویانولیک آ، از این گروه، فعالیت آنتی اکسیدانی شدیدی از خود نشان می دهد (لو و همکاران، 2001). اسیدرزمارینیک دارای 2 حلقه فنلی است که هر دو دارای گروه هیدروکسی در موقعیت اورتو هستند و یک گروه کربونیل، یک پیوند غیراشباع دوگانه و اسیدکربوکسیلیک بین دو حلقه فنلی وجود دارد. اسیدآمینه های فنیل آلانین و تیروزین پیش ماده های بیوسنتز اسید رزمارینیک می باشند. با استفاده از فنیل آلانین و تیروزین رادیواکتیو نشان داده شده است که این دو اسیدآمینه به ترتیب در اسیدکافئیک و 3،4- دی هیدروکسی فنیل لاکتیک اسیدموئیتاز وارد می شوند. مراحل بیوسنتز اسیدرزمارینیک از فنیل آلانین و تیروزین مشخص شده است (شکل 2-5). آنزیم فنیل آلانین آمونیالایز نقش کلیدی در بیوسنتز اسیدرزمارینیک دارد. همانند سایر متابولیت های ثانوی که به عنوان ابزار سازگاری گیاه به تنش های زنده و غیر زنده محل رویش می باشند، میزان تولید اسیدکافئیک ها از جمله اسیدرزمارینیک نیز به شدت به شرایط محیطی وابسته است (بوردا و همکاران، 1990). افزایش میزان آنتی اکسیدان های فنلی ممکن است به عنوان مکانیزمی برای محافظت بافت های گیاهی در مقابل انواع رادیکال های فعال اکسیژن و نیتروژن تولید شده درون سلول، تحت تاثیر شرایط تنشی باشد (وانگ و زنگ ، 2001). همچنین تولید و تجمع اسیدهای فنلی از جمله اسید رزمارینیک در بافت گیاه به عنوان مکانیزم دفاعی، در مقابله با عوامل بیماری زای گیاهی القاء می شود (بایس و همکاران، 2003). اسید رزمارینیک و مشتقات آن دارای فعالیت های بیولوژیکی چندگانه ضدویروسی، ضد باکتریایی، آنتی اکسیدانی، ضد التهاب یا بازدارندگی فعالیت سیکلواکسیژناز، قابل مقایسه با ایبوپروفن، ناپروکسن و آسپیرین می باشد (کلم و همکاران، 2000). این ترکیب همچنین موثر در برابر بیماری-های التهاب ریه، تورم مفاصل، بیماری قلبی و جلوگیری از پس خوردن پوست پیوند شده می باشد. همچنین فعالیت چند گانه آن بر علیه آنزیم های نسخه بردار معکوس، اینتگرئاز و آر ان از اچ در آلودگی اچ آی وی جالب توجه می باشد (فلچر ، 2005؛ مازومر و همکاران، 1997؛ پیترسون و سیموند ، 2003). علاوه بر این اسیدرزمارینیک به علت اثر آنتی اکسیدانی قوی در صنایع آرایشی، بهداشتی و به ویژه غذا-دارویی بسیار با ارزش است (بادر و همکاران، 2000؛ شتی ، 2001). مکانیزم فعالیت آنتی اکسیدانی اسید رزمارینیک مشابه با سایر پلی فنل ها و فلاونوئیدهاست (مونبوش و آلگره ، 2000). حضور گروه کاتکول روی حلقه آروماتیک اسکلت فنلی دی ترپن اسید رزمارینیک مهم ترین عنصر ساختاری در فعالیت آنتی اکسیدانی این ترکیب است. دو ساختار کاتکول متصل به گروه اسید کربوکسیل فعالیت آنتی اکسیدانی را در محیط آبی یا آبی- الکلی افزایش می دهد (مادسن و برتلسن ، 1996).