ליקופן הוא הצבען (פיגמנט) שנותן לעגבניות ולאבטיחים את צבעם האדום הבוהק, וצובע באדום גם אשכוליות אדומות, גויאבות, פאפאיות וגוג'י ברי. הוא שייך למשפחת הקרוטנואידים, משפחת מולקולות צבעוניות שהן נוגדות חמצון יעילות. ביניהן, ליקופן נחשב נוגד החמצון היעיל ביותר. נוגדי חמצון הם מולקולות בעלות מבנה כימי מיוחד, שמגנות על בעלי-חיים וצמחים מפני נזקי תהליך החמצון על-ידי לכידת אלקטרונים והאטת תגובות שרשרת שגורמות נזק למולקולות ולרקמות שונות [ראו "האם שוקולד בריא?"]. עוד תכונה של ליקופן (וקרוטנואידים אחרים) היא שהוא מסיס בשמן.

לפי תוצאות מחקרים רבים לאורך השנים נראה שעקב היותו נוגד חמצון כה יעיל, צריכה קבועה של ליקופן, באמצעות אכילת עגבניות ומוצריהן, עשויה להוריד את הסיכויים לפתח מחלות לב, סוגי סרטן מסויימים, או מחלות כרוניות, אם כי התוצאות אינן תמיד חד-משמעיות. בכל-מקרה, יש לשים לב שהמחקרים בדקו את ההשפעה של אכילת מוצרי עגבניות עשירים בליקופן, ולא של ליקופן "נקי" בכמוסות, וכיוון שהעגבניות מכילות חומרים נוספים, כמו ויטמין סי ונוגדי חמצון אחרים, ייתכן שהמכלול תורם גם הוא להשפעה המיטבית של הליקופן.

לכופף בננות ליקופן

ציור 1. טרנס-ליקופן.

עגבניות הן המקור העיקרי לליקופן בתזונתנו, אולם כמות הליקופן שגופנו יכול לספוג מאכילת עגבניות ומוצריהן תלויה באופן הבישול וההכנה של המנה. הוספת שמן ובישול העגבניות מגבירים מאד את יכולת הספיגה של ליקופן בדפנות המעי, משם הוא מגיע לזרם הדם ולרקמות שונות בגופנו. ההסבר לכך קשור למבנה הגיאומטרי של מולקולת הליקופן. למולקולת הליקופן יש שני מבנים אפשריים: מבנה של שרשרת ישרה, רב-לא רוויה, שמכונה טרנס-ליקופן (ראו ציור 1), ומבנה של שרשרת כפופה, שנקראת ציס-ליקופן (ישנם מספר מבני ציס אפשריים, ראו למשל ציור 2). מבחינה תזונתית אין הבדל בין שני המבנים, ההבדל הוא גיאומטרי בלבד.

ציור 2. ציס-ליקופן

כל פרי עתיר ליקופן מכיל יחס שונה של טרנס-ליקופן וציס-ליקופן. העגבניות האדומות שאנו אוכלים מכילות בעיקר ליקופן ישר-שרשרת, אולם נמצא שרוב הליקופן בזרם הדם שלנו הוא דווקא בעל מבנה מכופף. כדי להבין מדוע, השוותה קבוצת חוקרים בארה"ב ב- 2007 את רמות הספיגה של שני מבני הליקופן בבני-אדם. כיוון שבעבר נמצא שבישול בחום גבוה ובנוכחות שמן מגדיל את אחוז הציס-ליקופן בתבשיל (וראו למטה, טבלה 1), החוקרים הכינו שני רטבי עגבניות. אחד, רוטב רגיל, עשיר בטרנס-ליקופן בעל שרשרת ישרה, והשני, רוטב עשיר בצורת הליקופן המכופפת, ציס-ליקופן. לשם הכנת הרטבים, הם תיבלו וחיממו את שניהם באותו אופן, והוסיפו לכל אחד שמן. כעת, הרוטב שיועד להכיל יותר ליקופן מכופף, ציס-ליקופן, חומם שוב לטמפרטורה של 127 מעלות צלסיוס במשך 40 דקות, והכיל בסוף הבישול פי-9 יותר ציס-ליקופן מכופף מאשר הרוטב הרגיל. 12 נסיינים אכלו מנת ספגטי עם רוטב לאחר צום לילי ולאחר שנמנעו ממאכלים מכילי עגבניות למשך שבועיים. במהלך 10 השעות שלאחר הארוחה הם נתנו מספר דגימות דם, למדידת רמות הליקופן בדמם. החוקרים השתמשו בשיטת מדידה שבדקה רק את רמות הליקופן החדשות שנספגו בגוף, כלומר, אלה שהגיעו מהרוטב. הם מצאו שרמות הליקופן בדם בעקבות אכילת "הרוטב המכופף" היו גבוהות ב- 55% מאשר באכילת "הרוטב הישר". הממצא תמך בהשערה שהצורה המכופפת נספגת טוב יותר בזרם הדם.

הוספת שמן משפרת את ספיגת הליקופן כיוון שכאשר אנו אוכלים שומן, גופנו מייצר במהלך העיכול טיפות שומניות זעירות שנקראות מיצלות ליפידיות. המיצלות הליפידיות עוברות בקלות דרך דפנות המעי אל זרם הדם. מאכלים שומניים, או מסיסים בשמן, יכולים להיכנס אל המיצלות הליפידיות ולעבור איתן אל זרם הדם. אשר למבנה הליקופן, נראה שבעוד מולקולות הליקופן במבנה ישר נוטות להסתדר במבנה מסודר ולהתגבש, מה שמפחית, אך לא מונע לגמרי, את יכולת הכניסה שלהן אל המיצלות ואל זרם הדם, אלה בעלות הצורה הכפופה, שאינן נוטה להתגבש, מצליחות להיכנס ביתר בקלות אל המיצלות הליפידיות ולעבור הלאה. הוספת שומן למזון מגבירה את המסיסות של הליקופן הישר ומקלה עליו את הכניסה למיצלות והספיגה בדם, וכך הליקופן זמין יותר לגופנו.

החימום עוזר לשפר את הספיגה, כיוון שבמהלך הבישול תאי העגבניה נפגעים ותוכנם נשפך החוצה. הליקופן חשוף יותר לתהליכים שמעודדים שינוי מבני, מישר לכפוף, והוא גם זמין יותר לתהליכי העיכול. במחקר שנערך בארה"ב ב- 2002, בישלו החוקרים עגבניות ב- 88 מעלות צלסיוס למשך פרקי זמן שונים ומדדו את תכולתן. במקביל לירידה הצפויה ברמות ויטמין סי (חומצה אסקורבית), שכן החומצה מתחמצנת, נמדדה עליה משמעותית ברמות טרנס-ליקופן (הישר), ציס-ליקופן (הכפוף), ונוגדי-חמצון אחרים בעגבניות, כמו חומצות פנוליות, פלבונואידים. התוצאות מתוארות בטבלה 1.

 טבלה 1. תכולת ויטמין סי, ליקופן ונוגדי חמצון בעגבניות מבושלות. [Dewanto et al., 2002]

אם כן, כדי לקבל רמות גבוהות של ליקופן שייספג טוב יותר לזרם הדם, יש צורך בחום ובשמן, בו-זמנית. בעזרת שיטות בישול ביתיות ומוכרות אפשר להכין בבית בקלות מוצרי עגבניות שמכילים רמות גבוהות של ליקופן מכופף. למשל, בישול רוטב עגבניות במשך זמן ארוך, חימום נוסף של הרוטב ביום שאחרי הבישול (אז הוא גם טעים יותר), והוספת שומן לתבשיל – שמן נוזלי או בשר. כל זמן שהחימום ממושך ובנוכחות שומן, נקבל מנה עתירת ליקופן שיכול להיספג בקלות בגופנו.

העגבנייה החשמלית

היותו של ליקופן נוגד חמצון כה יעיל אפשרה פיתוח מעניין של תאי דלק מעגבניות. העגבניות היפות והשלמות שאנו מוצאים בשווקים ובמרכולים הן רק חלק מהתוצרת שנקטפת ומשווקת כל שנה. מאות אלפי טונות עגבניות נפגמים כל שנה בשלבי המעבר מן השיח לצרכן ויורדים לטמיון. לכך יש להוסיף פסולת עגבניות שמצטברת במפעלי עיבוד העגבניות לרטבים ומוצרים אחרים. במדינת פלורידה שבארה"ב, למשל, מצטברים כל שנה 396,000 טון עגבניות פגומות, והטיפול בהן הופך לבעיה סביבתית גדולה. באתרי פסולת אליהן הן מושלכות הן יוצרות כמות גדולה של גז מתאן, וכאשר הן מושלכות לים, נוצרות בעיות בטיפול וטיהור המים.

חוקרים מדרום דקוטה בארה"ב ועמיתיהם מצאו פיתרון יצירתי לבעיית פסולת העגבניות, תוך ניצול האנרגיה הכימית האגורה בפירות. הם הפגישו את העגבניות הפגומות עם תערובת חיידקים שבודדו ממתקן טיהור מים, שיכולים לנצל את פסולת העגבניות כמקור למזון, פחמן ואנרגיה. בתהליך פירוק הפרי על-ידי חיידקים, הם מחמצנים את החומר האורגני ומשתחררים ממנו אלקטרונים. החוקרים הצליחו לנצל את האלקטרונים מהעגבניות ליצירת תא דלק ביולוגי שמייצר זרם חשמלי. רכיבים חשובים בעגבניה שמאפשרים את התהליך הם ליקופן וריבופלבין (ויטמין B2). מולקולות אלה מסוגלות ללכוד את האלקטרונים החופשיים שמתקבלים בתהליך, להוביל אותם אל האלקטרודה בתא הדלק, לשחרר אותם שם, ושוב להוביל אלקטרונים נוספים אל האלקטרודות. כך הן עוזרות להגביר את התגובות האלקטרו כימיות בתא הדלק הביולוגי.

בשלב הראשון, הצליחו החוקרים לקבל הספק של 0.3 וואט מכל 10 מ"ג פסולת עגבניות, אולם לפי חישובים שערכו, הם מעריכים ששיפור התהליך יוכל לייצר חשמל בכמות כזאת שתספיק לצרכי דיסני-וורלד למשך 90 יום.

יתרון חשוב בתהליך שפיתחו הוא, שבניגוד לתהליכים רבים שבהם מתקבלות התוצאות הטובות ביותר כאשר משתמשים בכימיקלים נקיים, פה ניתן להשתמש בעגבניה כולה, תוך ניצול הרכיבים השונים במערכת: חיידקים, ליקופן, אלקטרונים, ואחרים – לקבלת תוצאות טובות יותר ולהוזלת התהליך.

לקריאה נוספת:

Unlu N. Z. et al., Lycopene from heat-induced cis-isomer-rich tomato sauce is more bioavailable than from all-trans-rich tomato sauce in human subjects. British Journal of Nutrition, 2007, 98, 140–146

Dewanto, V. et al., Thermal Processing Enhances the Nutritional Value of Tomatoes by Increasing Total Antioxidant Activity, J. Agric. Food Chem., 2002, 50(10), 3010–3014

Generating electricity with tomato waste – ACS News Release, March 16, 2016, and Press Conference.