В свежих какао-бобах найдены в свободном состоянии следующие водорастворимые аминокислоты: аспарагиновая, глютаминовая, лейцин, изолейцин, аланин, пролин, валин, аспарагин, глютамин, тирозин, фенилаланин и др.
Органические кислоты представлены в какао-бобах нелетучими и летучими кислотами.
В отношении состава нелетучих кислот свежих неферментированных какао-бобов существуют противоречивые мнения. Однако большинство исследований подтверждают присутствие в сырых какао-бобах лимонной, яблочной, винной и щавелевой кислот. Основным компонентом нелетучей фракции ферментированных какао-бобов является лимонная кислота, яблочная, виннокаменная и щавелевая.
Из летучих кислот содержатся уксусная кислота и, в отдельных случаях в бобах с посторонним запахом, масляная и валериановая кислоты. Кислый привкус какао-бобов обусловливается содержанием свободной лимонной и уксусной кислот. Общее содержание кислоты в пересчете на лимонную составляет около 2%, причем у потребительских сортов оно выше, чем у благородных, в связи с более длительной ферментацией потребительских сортов какао-бобов.
Величина рН колеблется у обычных сортов какао-бобов от 5,2 до 6,4. Соотношение некоторых кислот, присутствующих в свободном состоянии, значительно различается по сортам.
Дубильные и красящие вещества придают какао-бобам специфический горький, вяжущий, терпкий вкус и окраску. Дубильные вещества относятся к полимерным фенольным соединениям (полифенолам).
По существующей классификации дубильные вещества подразделяются на две группы: гидролизуемые дубильные вещества и конденсированные дубильные вещества.
В молекулах гидролизуемых дубильных веществ фенольные ядра соединены атомами кислорода в более сложный комплекс. Эти вещества расщепляются с образованием более простых соединений фенольной и нефенольной природы при кипячении с водой или разбавленными кислотами или под действием ферментов. Гидролизуемые дубильные вещества дают с солями окиси железа темно-синее окрашивание.
В молекулах конденсированных дубильных веществ фенольные ядра соединены друг с другом углеродными связями. Эти вещества не способны подвергаться гидролитическому расщеплению. При нагревании с разбавленными кислотами происходит дальнейшее их уплотнение. Они являются полимерами катехинов, или лейкоантоцианов, или сополимерами этих двух соединений. С солями окиси железа конденсированные фенольные соединения дают темно-зеленое окрашивание.
Углеродный скелет соединения может быть разрушен энергичным воздействием щелочей.
К гидролизуемым дубильным веществам относятся галлотанин, или китайский танин. При кислотном гидролизе или обработке ферментом таназой галлотанин расщепляется на глюкозу и галловую кислоту.
Строение танина близко к строению глюкозида, состоящего из глюкозы и остатков дигалловой кислоты. Танины, выделяемые из различных растений или даже из одного и того же растения, представляют собой смесь веществ с различным соотношением галловой и дигалловой кислот.
Чистый танин представляет собой бесцветный, желтеющий на свету аморфный порошок, легко растворимый в воде, меньше - в безводном спирте, почти не растворимый в эфире.
Водный раствор танина имеет сильно вяжущий вкус и окрашивает лакмусовую бумажку в красный цвет. Танин обладает восстановительными свойствами: в щелочных растворах он быстро поглощает кислород воздуха, а растворы его окрашиваются при этом в темно-бурый цвет.
К группе конденсированных дубильных веществ относятся катехины и лейкоантоцианы, которые объединяются общим термином флавоноиды.
Катехины и лейкоантоцианы являются предшественниками конденсированных дубильных веществ.
Катехины и лейкоантоцианы легко окисляются под действием солнечных лучей, ферментов, в щелочной среде или при слабом нагревании и превращаются при этом в окрашенные соединения, представляющие собой продукты конденсации первично образующихся при окислении кислородом воздуха хинонных форм. При окислении лейкоантоцианов образуются соответствующие антоцианидины. Катехины - это наиболее восстановленная группа флавоноидных соединений. При окислении катехинов образуются нерастворимые продукты коричневого цвета - флобафены.
Для каждого катехина возможны четыре изомера и два рацемата. Для катехина известны следующие изомеры: (+)-катехин, (-)-катехин, (+)-эпикатехин, (-)-эпикатехин; и рацематы: (±)-катехин и (±)-эпикатехин.
Химическим путем (окислением или восстановлением) можно осуществить переход от одной группы флавоноидов к другой.