20世纪90年代，湖南农业大学茶叶研究所科研人员对黑茶渥堆过程中的微生物活动及品质的变化原因作了大量的实验分析。整理如下：

(1)微生物作用于黑茶渥堆的全过程，主要微生物包括假丝酵母菌属中的种类，黑曲霉及细菌中的许多种类。

(2)茶堆中放热主要是细菌活动的结果。

(3)微生物胞外酶主要有纤维素酶、果胶酶和蛋白酶等水解或裂合酶类，而以纤维素酶为主，对增进茶汤厚度有利。

(4)可溶性糖含量初期降低，后期上升，说明微生物胞外酶中的纤维素酶在发生作用，微生物可利用茶叶中的纤维素作为碳源。

(5)人体必需的氨基酸成分如赖氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、颉氨酸有显著提高，氨基酸的组分变化较大。

(6)微生物通过代谢分泌有机酸，渥堆中pH值下降，散发“酸辣味”，并且与干燥工艺的明火松柴烟熏物质构成黑茶独有的香气成分。

(7)酯型儿茶素含量下降，并在胞外酶作用下氧化聚合形成茶黄素、茶红素、茶褐素等物质，从而形成黑茶滋味醇和不涩，汤色橙黄或橙红的品质特征。

(8)香气成分发生改变，形成了萜烯醇类、芳环醇类、醛酮类为主体的香气组分，并发现多种不同于绿茶的香气成分。

由以上可知，正是由于在渥堆过程中这些微生物及其胞外酶的作用下产生的某些物质组合并形成了黑茶特有的色香味：

①色泽：茶多酚在胞外酶作用下氧化聚合形成茶黄素、茶红素、茶褐素，残余叶绿素的降解，类胡萝卜素及其降解产物，儿茶索氧化产物与未氧化的黄酮类及氨基酸和糖类的综合产物综合作用，形成了黑茶黄褐的外形和叶底、橙黄的汤色等品质特征。