科學研究發現，與食用生西紅柿相比，人們食用加工后的西紅柿，更能提高血中番茄紅素等抗氧化劑的濃度。這是因為高溫破壞了番茄細胞的細胞壁，從而增加了番茄紅素等抗氧化劑的釋放。
此外，西紅柿在烹調的過程中，常會用到花生油、色拉油等植物油，而這些油脂將幫助西紅柿將番茄紅素等脂溶性抗氧化劑自然釋放出來，充分發揮抗氧化作用。當然，凡事有利必有弊，加熱后，西紅柿中的維生素C會受到損失，但是西紅柿中的番茄紅素和其他抗氧化劑含量卻明顯上升。
因此，熟吃西紅柿比生吃西紅柿的總體營養價值要高。此外，西紅柿皮中含有大量的番茄紅素，因此，在食用時最好不要棄皮不食。
對于維生素C缺乏的患者來說，生吃西紅柿也不失為補充維生素C的一種好辦法。但尚未成熟的青西紅柿含有毒素，不宜食用。此外，部分西紅柿因為在生長的過程中使用了植物激素而表現為頂部凸出，這種西紅柿也不宜食用。
西紅柿中含有一定量的維生素和膳食纖維，這和其他蔬菜沒有什么不同。但除了維生素外，西紅柿還含有番茄紅素。番茄紅素是一種使西紅柿變紅的天然色素，它在人體內的作用和胡蘿卜素類似，是一種較強的抗氧化劑，可能在一定程度上具有預防心血管疾病和部分癌癥的作用。
有報道稱，大量進食西紅柿的男性患前列腺癌的風險相對較低，這和西紅柿中番茄紅素的抗氧化成分有一定的關系。
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