CAROTINA

CAROTINA (IX, p. 124)

Si suole oggi più esattamente indicare col nome di carotene. Appartiene ad un gruppo di pigmenti che dal nome del loro rappresentante più diffuso si chiamano carotinoidi o caroteni: sono presenti nella maggior parte delle piante (ad eccezione di certi funghi) e probabilmente in tutti gli animali, dove in genere si trovano per apporto degli alimenti vegetali; si sono rivelati del più alto interesse biologico, essendo connessi con i processi metabolici, particolarmente con quelli fotosintetici, con quelli della riproduzione e della determinazione del sesso.

I caroteni sono idrocarburi (o loro derivati ossigenati) non saturi, derivati dalla condensazione con deidrogenazione di molecole dell'isoprene o β-metilbutadiene

sono perciò polieni complessi con sistemi di doppî legami coniugati e con catena di atomi di C disposti a zig-zag. I residui isoprenici concatenati sono generalmente in numero di otto, per cui la formula generale dei carotinoidi è (C₅H₈₋₁)₈ = C₄₀H₅₆. I numerosi doppî legami coniugati fungono da gruppi cromofori. Tutti i carotinoidi naturali possono esser considerati come derivati dal licopene (licopina), il pigmento dei pomodori, a catena aperta. A metà della catena dopo il 20° atomo di C la disposizione dei residui isoprenici e quindi quella dei doppî legami si inverte e per conseguenza la molecola risulta di due metà simmetriche. La numerazione degli atomi di C è fatta (secondo Karrer) tenendo conto di tale simmetria della molecola, costituita da due metà unite in 15-15′.

Chiudendo ad anello l'estremità della molecola del licopene da un lato o da ambedue i lati si ottengono i tre caroteni: α-carotene, β-carotene e γ-carotene. L'α-carotene possiede una metà della molecola con l'anello α-iononico, il cui doppio legame è fra gli atomi di C in posizione 4 e 5; l'altra metà con l'anello β-iononico il cui doppio legame è in posizione 5 e 6. È destrogiro, fonde a 175°, è mescolato con gli altri isomeri e può raggiungere al massimo il 35% del totale. Il β-carotene possiede ad ambedue le estremità l'anello β-iononico; è otticamente inattivo; fonde a 185°; è il più diffuso e abbondante dei tre isomeri. Il γ-carotene possiede l'anello β-iononico ad una sola estremità, mentre all'altra estremità presenta la catena aperta del licopene; è assai raro nelle piante superiori, frequente invece nei batterî. L'isolamento e la purificazione dei caroteni è possibile grazie all'adozione del processo di separazione per cromatografia (v. in questa App.).

I carotinoidi si formano nelle piante, che sole sono capaci di sintetizzarli; si crede che gli animali siano capaci al massimo di produrre leggeri cambiamenti nelle molecole di questi pigmenti; non possediamo infatti alcun dato che ci permetta di affermare che un organismo animale possa sintetizzare un carotinoide. I caroteni in quanto posseggono l'anello β-iononico funzionano da provitamina A. Il β-carotene è a questo riguardo il più importante: ossidandolo mediante assunzione di una molecola di acqua in corrispondenza del doppio legame esistente fra gli atomi 15 e 15′, cioè nel punto in cui incomincia l'inversione dei doppi legami, in modo da introdurre un ossidrile alcoolico primario, ogni molecola di β-carotene si risolve in due molecole di vitamina A:

Gli animali erbivori accumulano il carotene nel loro organismo e lo utilizzano gradualmente spezzandone la molecola mediante un fermento, la carotenasi, esistente nel fegato: gli animali carnivori incapaci di operare tale trasformazione, traggono la vitamina A dagli erbivori. L'α- e il γ-carotene hanno un potere vitaminogeno della metà inferiore di quello del β-carotene, perché spezzandosi dànno origine ad una sola molecola di vitamina A, in quanto posseggono un solo anello β-iononico ad una delle due estremità. L'anello β-iononico è quindi essenziale per l'attività biologica della vitamina.

Dall'α-carotene deriva la xantofilla o luteolo (C₄₀H₅₆O₂) per aggiunta di un solo ossidrile in posizione 3 e 3′ nei due anelli iononici; è quindi un 3-3′-diossi-α-carotene. Essa accompagna sempre la clorofilla e i caroteni nel cloroplasto, e si ritrova nel tuorlo d'uovo e nel piumaggio dei pulcini (luteina).

V. anche vitamine, in questa App.

Bibl.: L. Zechmeister, Carotinoide, Berlino 1934; Lederer, Les caroténoides des plantes, Parigi 1934; id., Les caroténoides des animaux, Parigi 1935; Karrer, in Helv. chim. Acta, XIX (1936); F. P. Mazza, Chimica biologica, Torino 1942; Karrer, in Endeavour, VII, n. 25, Londra 1948.