В состав свежих какао-бобов входит жир (какао-масло), теобромин, кофеин, углеводы (крахмал, сахара), белки, дубильные, красящие и ароматические вещества и минеральные соли, влага, витамины, различные ферменты и другие, еще неидентифицированные вещества.
Семядоли какао-боба состоят из паренхимных клеток двух типов. Большинство из них маленькие, состоят из протоплазмы, крахмальных и алейроновых зерен и жира. Клетки второго типа большие, содержат фенольные соединения и пуриновые основания и полностью лишены жира и протеина. Большие клетки рассеяны между маленькими.
Какао-масло является наиболее значительной составной частью семян, достигающей более 50% (52-56%) сухих веществ неферментированных какао-бобов. Какао-масло состоит в основном из триглицеридов и некоторого количества свободных жирных кислот. Какао-масло имеет золотистый цвет, тающий вкус и приятный аромат.
Теобромин составляет 0,8-1,5% массы сухих неферментированных семядолей. Он содержится не только в семядолях бобов, но и в облекающей их какаовелле (от 0,5 до 1%).
В незначительных количествах в какао-бобах содержится кофеин.
Количественные соотношения между этими алкалоидами значительно изменяются в зависимости от вида какао.
Теобромин и кофеин относятся к группе пуриновых соединений. Они оказывают заметно выраженное физиологическое действие на человеческий организм, например, возбуждающим образом влияют на деятельность сердца. Так как теобромин отличается более слабой растворимостью, чем кофеин, то стимулирующее его воздействие на сердечную деятельность проявляется в более слабой и мягкой форме.
Теобромин и кофеин, наряду с дубильными и им подобными веществами, определяют горький вкус какао-бобов.
Источником для получения теобромина может служить какао-велла, которая является отходом в производстве шоколада и какао-порошка.
Теобромин был впервые открыт в 1842 г. русским ученым проф. А. А. Воскресенским.
Теобромин и кофеин можно рассматривать как производные пурина.
Структурные формулы показывают большое сходство этих двух соединений, и каждое из них может быть получено из другого путем метилирования или деметилирования.
Теобромин (C7H8O2N4) представляет собой белый микрокристаллический порошок с медленно проявляющимся горьким вкусом. Одна массовая часть растворяется в 1700 мае. ч. холодной и 150 мае. ч. горячей воды, в 4300 г холодного и 430 г горячего абсолютного спирта и в 105 г холодного хлороформа. Хорошо растворяется в тетрахлорэтане и кипящей уксусной кислоте, в щелочах и кислотах. Не растворяется в петролейном эфире и четыреххлори-стом углероде. Температура плавления 330-350°С.
Кофеин (C8H10O2N4) представляет собой белые, гибкие, блестящие кристаллы с горьким вкусом.
Кофеин характеризуется большей растворимостью, чем теобромин, и в воде, и в органических растворителях. В противоположность теобромину кофеин растворяется в горячем эфире.
В какао-бобах содержатся различные углеводы, но наиболее значительное место занимает крахмал. Крахмал содержится в клетках семядолей какао-бобов преимущественно в виде простых одноядерных зерен - в каждой клетке от 3 до 8 зерен размерами 3-8 мкм. Сухие неферментированные бобы содержат до 5-9% крахмала. Кроме крахмала в ядре содержатся сахароза, глюкоза и фруктоза. Соотношение их в товарных бобах зависит от степени ферментации. Количество сахарозы в сухих неферментированных какао-бобах составляет 1-1,6%, у южноамериканских благородных сортов - 0,5-1 %.
Содержание углеводов в какао-бобах изменяется в зависимости от климатических условий роста и созревания плода, степени ферментации, сорта бобов. В хорошо ферментированных какао-бобах содержатся преимущественно глюкоза и фруктоза, в недостаточно ферментированных - сахароза. В ферментированных бобах найдены также раффиноза, стахиоза, арабиноза, галактоза, мелибиоза и в виде следов ксилоза.
В ядрах какао-бобов содержится около 2,5% клетчатки и 1,5% пентозанов; в какаовелле их содержание соответственно равно 16,5 и 6%.
Белковые вещества в какао-бобах представлены в основном альбуминами и глобулинами. Содержание сырого белка в какао-бобах составляет 10,3-12,5%, в какаовелле - 13,5%.