普洱茶最常见的人工发酵方式称为"渥堆"，就是在一堆晒青毛茶上洒水并用麻布覆盖,茶堆高度1~2米左右，中心温度可以达到40℃~60℃。茶叶的成分在温湿度作用和天然微生物发酵过程中发生奇妙的变化，赋予了普洱熟茶特殊的色香味。所谓的渥堆发酵，实际上就是让普洱茶发霉。普洱茶天然携带各种微生物，例如黑曲霉、灰绿曲霉、青霉、根霉和酵母等。
其中黑曲霉是普洱微生物中的主力，大约占总量的80%。黑曲霉是自然界常见的导致食物腐败的真菌，常见于水果、蔬菜、淀粉制品等。它也是极具经济价值的工业用菌，可以发酵产生纤维素酶、蛋白酶、淀粉糖化酶、果胶酶等酶类，可用于发酵生产食用酒精、柠檬酸等食品工业产品。黑曲霉还可以直接用于食品发酵工业，比如酿造酱油和食醋。
在普洱茶的发酵和后熟过程中，黑曲霉可以将单宁转化为没食子酸，使口感变得更温和;将糖类转化为醇，进而变为酯类，使茶叶暗香浮动。同时，黑曲霉也可以发酵产生有机酸、氨基酸，产生鲜香的口感。其他霉菌也会发挥各自的作用，比如根曲霉可以分解果胶，让茶叶软化，使茶汤更加黏滑、醇厚。青霉可以降解纤维素，产生少量游离糖类，赋予普洱茶甘甜的口感等。
现代发酵工业的理念也被应用于普洱茶的生产，比如用调配好比例的黑曲霉、米曲霉、酵母添加到普洱茶中，能调节各种功能性成分的含量，大大缩短发酵时间，降低生产成本，使普洱茶的品质得到提升。黑曲霉和黄曲霉之"争"2010年，广州市疾控中心在当地茶叶市场搜集了70个普洱茶样品，结果所有样品均被检出黄曲霉毒素，其中8个样品黄曲霉毒素超标(参照谷物的限量，每公斤5微克)。
此外，也检测到另外三种真菌毒素:伏马菌素、T-2毒素和呕吐毒素。随后"普洱致癌"的说法一度甚嚣尘上，令消费者疑虑重重，也令商家头疼不已。2013年的另一项调查中，从南昌某茶叶市场采集的60份普洱茶也均检测到黄曲霉毒素，其中有7个样品的黄曲霉毒素含量超过每公斤5微克，其他真菌毒素的检出情况与广州类似。虽然黄曲霉是自然界常见霉菌，普洱茶中确实可能携带，但要真正产生毒素并不容易。
黄曲霉产生毒素需要很多条件，比如温湿度、营养物质，而且还需要携带能产生毒素的基因。而普洱茶的渥堆发酵温度较高，不是黄曲霉喜欢的温度，而且普洱茶的营养成分也不适合黄曲霉的"口味"，因此渥堆中产生毒素的可能性很小。另外有研究发现，黑曲霉和黄曲霉在一起的时候会产生竞争关系。在渥堆发酵的中期，黑曲霉就已经牢牢掌控主动权。
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