น้ำทับทิมมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระดีมาก เกิดจากจากสารกลุ่มโพลีฟีนอลและแอนโทไซยานินปริมาณสูงที่พบในน้ำทับทิม ปริมาณเท่ากันน้ำ ทับทิมมีฤทธิ์ต้านต้านอนุมูลอิสระเป็น 3 เท่าของไวน์แดง และชาเขียว และสูงกว่าน้ำบลูเบอร์รี น้ำแครนเบอร์รี น้ำองุ่นสีม่วง และน้ำผลไม้ชนิดอื่น
จากการศึกษาวิจัยพบว่าเปลือก ทับทิมมีสารกลุ่มแทนนินสูงถึงร้อยละ 22-25 โดยประกอบด้วยสารกลุ่มแกลโลแทนนิน (gallotannin) และเอลลาจิแทนนิน (ellagitannin) ปริมาณสูง เปลือกทับทิมตากแห้งใช้เป็นยาแก้ท้องเดิน และโรคบิดได้ สารกลุ่มเอลลาจิแทนนิน มีคุณสมบัติเป็นตัวต้านอนุมูลอิสระที่ดี
คุณค่าต่อระบบไหลเวียนเลือด ลดความดันเลือด ป้องกันและรักษาโรคหลอดเลือดแข็งตัว และโรคหลอดเลือดอุดตัน
เป็นที่ทราบกันดีว่าสารโพลีฟีนอลมีความสามารถยับยั้งปฏิกิริยาต้านอนุมูล อิสระ ของไขมันไม่ดี หรือแอลดีแอล-คอเลสเตอรอล (LDL-C, low densitylipoprotein cholesterol) ลดการสร้างโฟมเซลล์ และลดการแข็งตัวของหลอดเลือด
กลุ่มวิจัยไลพิดของอิสราเอลทำงานวิจัยเกี่ยวกับสรรพคุณของน้ำทับทิมที่มีผล ต่อโรค หลอดเลือดแข็งตัว พบว่าสารโพลีฟีนอลจากน้ำทับทิมป้องกันไขมันไม่ดีจากปฏิกิริยาต้านอนุมูล อิสระของเซลล์ได้ 2 วิธี คือ โพลีฟีนอลจากทับทิมเข้าทำปฏิกิริยากับไลพิดโปรตีนโดยตรง
อีกวิธี คือโดยการสะสมของโพลีฟีนอลในมาโครฟาจ ของหลอดเลือด พบว่าโพลีฟีนอลจากทับทิมลดความสามารถของมาโครฟาจในการออกซิไดซ์ไขมันไม่ดี โดยทำปฏิกิริยากับโมเลกุลไขมันไม่ดี เพื่อหยุดยั้งปฏิกิริยาต้านอนุมูลอิสระดังกล่าว และยังสะสมในมาโครฟาจในหลอดเลือด ทำให้หยุดยั้งปฏิกิริยาไลพิดเพอร์ออกซิเดชั่น และการสร้างมาโครฟาจที่อุดมไปด้วยไลพิดเพอร์ออกไซด์
นอกจากนี้ สารโพลีฟีนอลในน้ำทับทิมยังเพิ่มการทำงานของเอนไซม์พาราออกโซเนสในพลาสม่า ป้องกันไม่ให้ไขมันไม่ดีถูกออกซิไดซ์ ทำให้เกิดการแตกตัวของไลพิดเพอร์ออกไซด์ในไลโพโปรตีนที่ถูกออกซิไดซ์ไปแล้ว และในรอยเกาะของไขมันที่ผนังหลอดเลือด เมื่อหนูที่มีไขมันเกาะผนังหลอดเลือดได้รับสารจากน้ำทับทิม พบว่าเกิดการหยุดสร้างรอยแผลจากการเกาะของไขมันขึ้นใหม่อีกด้วย
การศึกษาทางคลินิกพบว่าน้ำทับทิมมีผลดีต่อการป้องกันการเกิดโรคหัวใจ น้ำทับทิมลดความข้นของเลือดจากภาวะไขมันสูง งานวิจัยชิ้นหนึ่งกล่าวว่าน้ำทับทิมเป็นเครื่องดื่มที่ช่วยให้เลือดสูบฉีดไป ยังหัวใจได้ดีขึ้น โดยลดความหนาของผนังหลอดเลือดคาโรติด ช่วยการทำงานของไนตริกออกไซด์ทำให้กล้ามเนื้อเรียบผ่อนคลาย ลดภาวะการแข็งตัวของหลอดเลือดจากไขมันในเลือดสูง ลดความดันเลือดหยุดการสะสมไขมันและสลายไขมันสะสมที่หลอดเลือดด้วย
อนุมูลอิสระเป็นตัวทำให้คอเลสเตอรอลมีการเปลี่ยนแปลงโดยปฏิกิริยาต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งคอเลสเตอรอลที่เปลี่ยนแปลงนั้นจะไปเร่งการแข็งตัวของหลอดเลือด น้ำทับทิมช่วยลดปฏิกิริยาต้านอนุมูลอิสระลงได้ครึ่งหนึ่ง สามารถลดปริมาณไขมันไม่ดีหรือคอเลสเตอรอลที่ไม่ดีที่ทำให้เกิดหลอดเลือดอุด ตันซึ่งนำไปสู่อาการโรคหัวใจ นอกจากนี้น้ำทับทิมยังลดปริมาณพลัค (plaque) ในหลอดเลือดแดงใหญ่ และเพิ่มปริมาณคอเลสเตอรอลดีอีกด้วย
เมื่อเร็วๆ นี้ ผู้วิจัยทำการทดลองในหนู พบว่าน้ำทับทิมลดการสะสมของไขมันบนผนังหลอดเลือด และหยุดการแข็งตัวของหลอดเลือดที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติได้ และเชื่อว่าน้ำทับทิมประมาณ 1 แก้วจะช่วยชะลอการแข็งตัวของหลอดเลือดในผู้ป่วยระยะต้นได้
แพทย์ที่สหรัฐอเมริกาเห็นด้วยว่าน้ำทับทิมสามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของการกิน อาหาร เพื่อสุขภาพและการออกกำลัง แต่น้ำทับทิมเพียงอย่างเดียวไม่สามารถป้องกันหรือรักษาโรคหัวใจได้

คุณค่าป้องกันตับ

รายงานการทดลองเพิ่มเติมพบว่าเมื่อให้สารจากทับทิมกับหนูทดลอง ก่อนที่จะให้สารพิษคาร์บอนเตตราคลอไรด์เพื่อทำให้เกิดพิษต่อตับ พบว่าหนูที่ได้รับสารจากทับทิมมีฤทธิ์ป้องกันการเป็นพิษต่อตับได้จริง