Beetakaroteeniga samasse perekonda kuuluv karotenoid lükopeen (vt keemiline struktuur) annab tomatitele, roosale greibile, aprikoosidele, punastele apelsinidele, arbuusile, kibuvitsamarjale ja guajaavile nende punase värvuse. Lükopeen pole pelgalt pigment. See on võimas antioksüdant, mille neutraliseerimine on näidatud vabad radikaalid, eriti need, mis on saadud hapnikust, pakkudes seeläbi kaitset eesnäärmevähi, rinnavähi, ateroskleroosi ja sellega seotud koronaararterite haiguse vastu. See vähendab LDL (madala tihedusega lipoproteiinide) oksüdatsiooni ja aitab vähendada kolesterooli taset veres. Lisaks väidavad eeluuringud, et lükopeen võib vähendada kollatähni degeneratiivsete haiguste, seerumi lipiidide oksüdatsiooni ning kopsu-, põie-, emakakaela- ja nahavähi riski. Nende kaitsemeetmete eest vastutava lükopeeni keemilised omadused on hästi dokumenteeritud.
Lükopeen on fütokemikaal, mida sünteesivad taimed ja mikroorganismid, kuid mitte loomad. See on beetakaroteeni atsükliline isomeer. See väga küllastumata süsivesinik sisaldab 11 konjugeeritud ja 2 konjugeerimata kaksiksidet, muutes selle pikemaks kui ükski teine karotenoid. Polüeenina läbib see valguse, soojusenergia ja keemiliste reaktsioonide poolt indutseeritud cis-trans-isomerisatsiooni. Taimedest saadud lükopeen kipub eksisteerima trans-konfiguratsioonis, mis on termodünaamiliselt kõige stabiilsem. Inimesed ei saa lükopeeni toota ja peavad puuvilju neelama, lükopeeni absorbeerima ja kehas kasutamiseks töödelda. Inimese plasmas on lükopeen isomeerse seguna, 50% cis-isomeeridena.
Ehkki kõige paremini tuntud kui antioksüdant, osalevad lükopeeni bioprotektiivses aktiivsuses nii oksüdatiivsed kui ka mitteoksüdatiivsed mehhanismid. nutratseutiline selliste karotenoidide nagu beetakaroteen aktiivsus on seotud nende võimega moodustada kehas A-vitamiini. Kuna lükopeenil puudub beeta-ioontsükli struktuur, ei saa see moodustada A-vitamiini ja selle bioloogiline toime inimesele on omistatud muudele mehhanismidele peale A-vitamiini. Lükopeeni konfiguratsioon võimaldab sellel inaktiveerida vabu radikaale. Kuna vabad radikaalid on elektrokeemiliselt tasakaalustamata molekulid, on nad väga agressiivsed, valmis reageerima rakukomponentidega ja põhjustavad püsivaid kahjustusi. Kõige reageerivamad liigid on hapnikust saadud vabad radikaalid. Need mürgised kemikaalid moodustuvad looduslikult kõrvalsaadustena raku oksüdatiivse metabolismi käigus. Antioksüdandina on lükopeenil ühekordne hapniku kustutamise võime kaks korda suurem kui beetakaroteenil (A-vitamiini suhteline) ja kümme korda suurem kui alfa-tokoferoolil (suhteline E-vitamiin). Üks mitteoksüdatiivne tegevus on rakkude vahelise pilude ja ristmike vahelise kommunikatsiooni reguleerimine. Lükopeen osaleb hulgas keemilistes reaktsioonides, mille hüpoteesiks on kartsinogeneesi ja aterogeneesi vältimine, kaitstes raku kriitilisi biomolekule, sealhulgas lipiide, valke ja DNA.
Lükopeen on inimese vereplasmas domineeriv karotenoid, looduslikult suuremas koguses kui beetakaroteen ja muud dieedil olevad karotenoidid. Võib-olla näitab see selle suuremat bioloogilist tähtsust inimese kaitsesüsteemis. Selle taset mõjutavad mitmed bioloogilised ja elustiilifaktorid. Lipofiilse olemuse tõttu kontsentreerub lükopeen seerumi madala tihedusega ja väga madala tihedusega lipoproteiini fraktsioonides. Samuti leitakse, et lükopeen kontsentreerub neerupealises, maksas, munandites ja eesnäärmes. Erinevalt teistest karotenoididest ei korreleeru lükopeeni tase seerumis ega kudedes siiski hästi puu- ja köögiviljade kogutarbimisega.
Uuringud näitavad, et lükopeen saab keha imenduda tõhusamalt pärast seda, kui see on töödeldud mahlaks, kastmeks, pastaks või ketšupiks. Värsketes puuviljades on lükopeen puuviljakoes suletud. Seetõttu imendub ainult osa lükopeenist, mida leidub värsketes puuviljades. Puuviljade töötlemine muudab lükopeeni biosaadavamaks, suurendades seedimiseks saadavat pinda. Veelgi olulisem on see, et lükopeeni keemilist vormi muudavad töötlemisega seotud temperatuurimuutused, et muuta organism kergemini imenduvaks. Kuna lükopeen on rasvlahustuv (nagu ka vitamiinid A, D, E ja beetakaroteen), paraneb dieedile õli lisamisel kudedesse imendumine. Kuigi lükopeen on saadaval toidulisandina, on sellel tõenäoliselt sünergistlik mõju selle asemel saadakse kogu puuviljadest, kus puuvilja muud komponendid tugevdavad lükopeeni tõhusus.