普洱茶渥堆发酵过程中出现的微生物并不是独有的，更不具备唯一性，都属于发酵食品微生物。在很多发酵食品的教科书上，我们也能看到这样一些文字：按照微生物分类系统，可将与发酵食品密切相关的微生物分为细菌、酵母菌、霉菌三大类。也就说，普洱熟茶渥堆过程中的发酵机理与其它发酵食品都具有一种共性：即三菌发酵。
霉菌
霉菌是丝状真菌的统称。凡是在培养基（有营养基质）上长有菌丝体的真菌统称为霉菌。它有很多分类，但在发酵食品中，只有四个属：毛霉属、根霉属、曲霉属、地霉属。
黑曲霉是普洱茶研究者最熟悉的一个词语，无论专业学者还是普洱茶爱好者，只要谈到普洱茶渥堆发酵，就离不开黑曲霉。从严格意义上，黑曲霉的说法并不十分准确，其科学称谓应为黑曲霉群。在显微镜下观察，它呈现分生孢子头褐黑色放射状，分生孢子梗长短不一，顶囊球形，双层小梗。但它又是厌氧菌（厌氧呼吸，生物氧化第二大类型），在厌氧条件下，适宜的温度（37℃左右）和湿度（80%左右）才能大量繁殖的。它最初的菌落呈白色，后来才逐渐转为黑色。
黑曲霉是曲霉属真菌中的一个常见品种。由于广泛分布土壤和空气中，是发酵中最容易从自然环境中获得重要的发酵菌种。黑曲霉不是普洱茶发酵过程中产生的独有菌群，一个较为普遍的现象是，只要是食品发酵，似乎就离不开黑曲霉群的参与。在发酵的过程中，在适宜温度37℃、湿度75%状态下，具备分泌淀粉酶、糖化酶、柠檬酸、葡萄糖酸、五倍子酸等的功能。渥堆过程中堆子“自然产生热量”造成堆温升高也与黑曲霉有关，是黑曲霉大量繁殖形成伴随产生酶的同时出现产热现象（化学中常见的产热现象）。
无论是普洱熟茶的渥堆、白酒与葡萄酒最初的固态发酵，都离不开黑曲霉。非常有意思的是，相对白酒与红酒而言，黑曲霉陪伴它们的时间更长，在白酒与红酒进入“液态发酵”时（白酒与红酒分为两个阶段发酵，一是固态发酵，二是液态发酵），其贮藏场所（俗称酒窖）仍能发现黑曲霉的存在。凡是参观过知名酒窖的人，都会发现酒窖墙壁上附着的霉斑块，有的零散、有的密集，绝大部分是黑曲霉菌群。再仔细观察，你会发现每一个霉斑块不仅大小不一，而且厚度也不一样，我们从霉斑块的边缘会发现厚度的分层的，比较明显的分层为三种颜色，底部（贴墙部分）为墨绿或灰色，中间为米黄色、外层为黑灰色。其实，厚度的分层现象代表酒窖的历史。年代愈久，层隙愈多；叠加越多，微生物活性越强。当然，这些霉斑也不是清一色黑曲霉，还有其它的菌群，如黄曲霉、灰绿曲霉、米曲霉等等。其实，它们与黑曲霉同样，都是能够分泌糖化酶的高手。
最重要的一点是，黑曲霉具备极强的附着力与渗透性，攻击力超强。几乎所有的食品发酵最初，包括渥堆熟茶，其最早的攻坚战都是以它为核心的，随后的攻城掠地——将发酵底物的保护屏障一一摧毁，它都是绝对的主力。然后，它又以发酵底物为营养源，又产生多种活性很强的酶系，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶等，为普洱茶后期的“酶促发酵”做物质储备。这也就是微生物产酶的基本原理。它与普洱茶真正滋味的产生关系不大。
很多研究报告中认为它是对人体有益菌种，这是一种误解。因为黑曲霉甚至包括整个霉菌，都属于腐生菌，如果落在粮食上，会快速产生腐败。就普洱茶发酵而言，它的作用只是局限在发酵的前期，利用它巨大的“破坏力”击破发酵底物原有的“保护壁垒”。并产生各种活性酶系，但在发酵后期进入“酶促发酵”时，它的使命结束了，也消亡了，如果不是，它的存在对普洱茶倒是有害的。因为它持续的存在会导致普洱茶的霉变，为有害菌的繁殖提供了便利。
我们在讨论黑曲霉时，也应避免另一种倾向，就是太过强调黑曲霉的主导性作用。其实，渥堆发酵的早期，黑曲霉并不是单兵种作战，整个霉菌类中的微生物，尤其是曲霉属中的几十种菌群，都参与了战斗，是大兵团协同作战的概念，只是攻坚的主力是黑曲霉而已。
围绕霉菌，我们也可以用举另外一个例子，我们熟知的湖南黑茶，如获砖等出现的“金花”，都是霉菌的范畴，属于散囊菌目，其生物学名称为：冠突散囊菌（Eurotiumcristatum)。在普洱茶中，尤其是砖茶中也经常出现“金花”现象，因为它本身就是散囊菌目发菌科散囊菌属的一种真菌，可生长在土壤、砖茶（茯砖、普洱茶砖）、冬虫夏草、中药片、木屑等基物上。冠突散囊菌也可以称为小冠曲霉（Aspergiluscristatellus)。
