编者按：从二十世纪六十年代起，施兆鹏、刘仲华团队对黑茶品质风味的形成机制进行了长期、深入、全面的研究，提出了系统的学术理论，成为后来以刘仲华为主帅的研究人员建立现代黑茶理论体系的重要基础。
2007年，湖南农业大学施兆鹏、刘仲华团队在湖南省茶叶学会学术年会发表论文《论黑茶品质风味形成机理》，讲清楚了黑茶的品质风味是怎样形成的，以及黑茶最关键的、最具标志性的渥堆工艺究竟是怎么回事。这篇论文收录于《湖南省茶叶学会2007年学术年会论文集》，其中的内容是施兆鹏、刘仲华团队现代黑茶理论体系的重要组成部分。
这项研究为我们解答了如下的基本问题：
一、黑茶的色香味是怎么来的
1．色泽
茶叶的色泽包括干茶的色泽、茶汤的色泽、叶底的色泽。
研究发现，至渥堆结束，茶叶中的绿色色素物质叶绿素几乎没有了，而黄色、橙黄色色素物质如叶黄素、胡萝卜素等有较大的损失但变化后形成了颜色更深（橙黄、橙红）的物质。在高温高湿作用下，茶叶中的物质起化学变化，深色的物质大量积累。
还有一类物质被称为色素源物质，如茶多酚、氨基酸等，本身为白色或无色，在鲜叶加工成黑毛茶的过程中发生变化，形成黄色的茶黄素、红色的茶红素、褐色的茶褐素等。这样，黑毛茶的干茶、茶汤、叶底都没有绿色，外形（干茶、叶底）成为黄褐色，茶汤则可能是黄色、橙色、棕色等。
2．香气
黑毛茶香气来自三个方面：
一是茶叶本身芳香物质的变化形成黑茶的基本茶香；
二是微生物及其分泌的酶（生物催化剂）在渥堆中对各种底物作用产生一些风味香气；
三是烘焙中形成和吸附的一些特殊香气。
研究人员在传统渥堆制成的黑毛茶中，检出68种香气组分。查明了组成黑毛茶香气的主要物质，以及它们来源于什么样的化学变化，分析出传统渥堆中以哪些芳香物质为主。
黑茶制造过程中，一些特殊香气的产生是渥堆的一个主要特征。渥堆是不是达到了适当的程度，往往看是不是有酒糟气，而渥堆过度则会出现酸辣气乃至腐臭气味。这些特殊气味在干燥过程中会被挥发，但有时也有少量残留，构成黑茶的风味香。大批量生产中黑毛茶干燥时分层累加湿坯，松柴明火烘焙长达三个多小时，焙簾中心温度高达120-150℃,干茶吸附松烟，能形成特有的松烟香味。
3．滋味
黑茶的滋味可以简单描述为“醇和微涩”，既不同于黄茶，也不同于绿茶，醇中有涩，苦中有甜，有浓度但无刺激性，无粗青感，无木质味。
黑茶的滋味物质是一个综合体，或者说黑茶的滋味是各种呈味物质的综合反映，有儿茶素的涩味，有咖啡碱的苦味，也有氨基酸的鲜甜味，等等。加工过程中，茶叶中的各种呈味物质发生变化和互相作用，有的味道增强，有的味道减弱，最终形成黑茶特有的滋味。
黑茶的这种特殊滋味主要是渥堆工序中形成的。渥堆中，温度在40℃左右，相对湿度为95%-100%，有氧供应却又通气不良，茶多酚、色素物质等在湿热条件和酶的催化作用下发生急剧变化。苦涩、浓烈的物质减少，醇和或纯和的物质增加。鲜叶含量较多的一些氨基酸逐渐减少，而人体必须的一些苦味氨基酸增加，滋味类型变了，但增加了黑茶的营养价值。渥堆后期和干燥过程中，苦味物质稍微有些增加，茶多酚中的苦涩味成分大量减少，最终味觉上会感觉到苦味减弱。这些变化对黑茶滋味的形成带来深刻的影响。
二、渥堆过程究竟是怎么一回事
40年来，学术界对黑茶渥堆实质的研究，形成了三种不同的学说。
第一种是把渥堆中出现的酶活性看成是鲜叶中的酶简单的复活。
第二种是认为黑茶品质的形成是微生物作用的结果，微生物是一切变化的动力。
第三种是认为黑茶初制各工序始终处于高温高湿的环境中，品质的形成是这种环境导致各种成分自动发生变化的结果。
实验证实，鲜叶中的酶经高温杀青已经钝化，不可能复活。那么，渥堆过程中微生物的变化和作用是怎么样的呢？酶和黑茶品质之间又存在什么样的内在关系？
通过大量的研究材料，对渥堆的实质归结如下：
1．微生物的作用
原鲜叶上的微生物在杀青过程中几乎被全部杀死，揉捻、渥堆过程中茶叶又重新沾染微生物。渥堆3小时微生物开始出现，后来逐渐增多。
这些微生物获取茶叶中的物质和水分，利用杀青的余热和本身释放的热量作为能量，生长发育，同时分泌各种胞外酶。
这些胞外酶催化、改变和加快了渥堆茶叶的化学变化。化学变化产生的一些物质被微生物作为营养汲取，加快了微生物的生长发育。
微生物呼吸作用产生的二氧化碳和热量使堆温升高、pH值降低。渥堆环境不断变化，不同的胞外酶出现不同的变化，有的受到激发，有的受到抑制。经过这个过程，各种香味物质逐步形成。
2．酶与黑茶品质的关系
研究设置的无菌渥堆实验证实，鲜叶自身原有的酶即“内源酶”经过杀青后基本钝化，渥堆过程中的酶主要是由重新沾染的微生物生成的。
研究发现渥堆6小时各种酶的活性均不明显，渥堆12小时后有所增强，渥堆24小时和42小时形成两个活性高峰，活性越强，微生物中的真菌数量也越多。
这期间的优势菌种是黑曲酶（一种常见的真菌，食品工业上用作发酵菌种）。大量的研究表明，黑曲霉的不同菌株以及在不同的环境条件下，可以产生多种胞外酶。黑曲霉产生的胞外酶用于速溶茶的制造中，能有效增进茶汤的澄清度。
渥堆过程中由于有了胞外酶，改变了复杂的化学变化，一些难以进行的化学反应得以进行或加速，许多新的产物应运而生，构成了黑茶特有的品质风味。
纤维素酶和果胶酶分别对纤维素和果胶起作用，黑毛茶大批量生产中常见的“丝瓜络”缺点茶，就是纤维素酶和果胶酶起作用的结果。渥堆时间过久，翻堆不及时，造成堆内局部茶团泥滑，一经复揉，叶肉脱落，留下脉络筋网，酷似“丝瓜络”一般。这种茶茶汤浑浊，滋味泛酸，叶底泥滑。一般情况下，纤维素酶和果胶酶的作用可导致叶底柔软，水浸出物略有增加。
3．黑茶渥堆的实质
从黑茶色香味的形成，微生物、酶在制茶中的变化可以看出，在初制的几个工序中，渥堆是品质形成的关键工序，也称品质工序，它与红茶的“发酵”、绿茶的“杀青”、黄茶的“闷黄”等工序一样，塑造了黑茶品质特色，赋予了黑茶的品质风味。
高温高湿条件伴随着黑茶初制的始终。杀青前鲜叶需洒水灌浆，洒喷约占鲜叶重1/10的水分，以增加杀青时水蒸汽的穿透力。杀青过程中鲜叶中酶的活性被钝化，微生物也同时被杀死。趁热揉捻，温度有所下降，叶温一般保持在40℃左右。渥堆时茶从揉桶中成团取出，适当筑紧，一般仍有30-35℃。渥堆开始后，在揉捻和渥堆中沾染的微生物开始繁殖，微生物呼吸以及分解物质所产生的大量热能在堆内积累，堆温逐渐升高，至渥堆中后期，堆温可达45-50℃。干燥工序更是处于高温高湿（前期）和高温干燥（后期）的条件下，湿热作用强度更大。
那么，渥堆过程中黑茶品质的形成，是不是就只是高温高湿的环境下茶叶自身成分发生变化的结果呢？
为了弄清楚这个问题，研究团队进行无菌渥堆实验，与传统渥堆进行对比。在无菌渥堆处理中，除渥堆工序外，其他工序湿热作用强度与传统渥堆处理基本相同。
实验结果是，无菌渥堆所加工的黑毛茶无粗青气味，汤色黄亮，但缺乏黑茶特征性的品质风味。这说明湿热作用下发生的物理化学变化为黑茶品质形成打下了一定的基础，同时也说明传统渥堆期间在物质转化动力上的差异是决定品质风味的关键。
首先，常规渥堆条件下，微生物大量繁殖，体内的物质代谢旺盛，同时分泌出各种胞外酶，作为有效的生化动力，作用于渥堆叶内的各种相应的物质，使整个渥堆体系的物质变化的速度和方向都和无菌渥堆的纯物理化学作用不同。
蛋白质、果胶的水解，纤维素的分解，儿茶素的酶促氧化，以及各种香气物质在酶的作用下发生复杂的生化变化，形成特有的香气组分及配比，以及微生物代谢释放有机酸等等，这些变化是形成黑茶特有色、香、味品质的关键，也正是无菌渥堆条件下所不具有的。因此，黑茶渥堆中微生物胞外酶是黑茶品质风味形成的主要动力。
其次，渥堆过程中进行无菌处理，由于微生物数量很少，微生物呼吸代谢释放的热量很少，叶温几乎与室温一致；而常规渥堆因微生物代谢旺盛，堆温常高出室温15-20℃，这种温度又促使胞外酶作用效率提高，加速了品质风味形成的速度。
由此可见，黑茶渥堆的实质是以微生物的活动为中心，通过生化动力（胞外酶）、物化动力（微生物热）以及微生物自身代谢的综合作用，塑造了黑茶色、香、味的品质风味。
需要说明的是，尽管渥堆在黑茶品质形成中占有十分重要的地位，但其他环节也直接影响黑茶品质的形成。黑茶品质形成是微生物参与下的酶促作用与湿热作用的综合结果，这里的热，包括杀青、揉捻、干燥的外源环境热和渥堆中微生物代谢释放的生物热。同时，干燥工序也在很大程度上影响着黑茶的品质。
查看论文原文：参见本次推文专业篇|论黑茶品质及风味形成机理作者：施兆鹏、刘仲华、黄建安、施龄
