渥堆发酵时茶叶中茶多酚、儿茶素的变化
茶多酚是一类存在于茶树中的多元酚的混合物，其中以儿茶素为主体成分，占多酚类物质总量的70%～80%。茶多酚是形成茶叶质量的重要活性物质，在茶汤中呈苦涩有较强的刺激性与茶叶质量呈正相关。
因此，在加工过程中多酚类物质的变化及其在成品中的含量对普洱茶的质量有着十分深刻的影响。从试验中可以了解茶多酚、儿茶素的变化，渥堆发酵试验结果表明茶多酚、儿茶素均大幅减少，分别由原料时的24.19%、13.29%减少至五翻时混合样的12.47%和1.07%，减幅达48.45%、91.95%；从不同层次看，茶多酚、儿茶素均是上层减幅最大。
水浸出物的变化茶叶中水浸出物是指能被水浸泡出的物质，是茶汤的主要呈味物质。水浸出物含量的高低反映了茶叶中可溶性物质的多少，标志着茶汤的厚薄、滋味的浓强程度，从而在一定程度上反映茶叶质量的优劣。
渥堆发酵时茶色素的变化
普洱茶主要色素物质是茶黄素、茶红素、茶褐素，目前认为这三种色素是茶多酚的主要水溶性氧化产物，茶黄素是茶汤亮的主要成分；茶红素是茶汤红的主要成分；茶褐素是茶汤褐的主要成分。
渥堆由于发酵时间长，茶多酚氧化程度深，茶黄素、茶红素的积累较红茶的少，这两种色素进一步氧化聚合成茶褐素。在渥堆过程中，茶红素随翻堆次数增加而呈减少之势，茶黄素稍有增加、茶褐素急剧增加。抽样检验茶堆上层茶坯的茶褐素含量最高，说明上层氧化程度最深，氧化最快，这与上层的茶叶接触空气充分、微生物大量繁衍息息相关。
茶叶中糖类物质的变化
糖类物质，包括单糖、寡糖、多糖及少量其他糖类。单糖和双糖是构成茶叶可溶性糖的主要成分。茶叶中的多糖类物质主要包括纤维素、半纤维素、淀粉和果胶等。水溶性糖是茶汤甜味的主要成分，能缓解茶汤中苦涩味物质茶多酚、咖啡碱的刺激性作用，这部分糖含量越高，茶叶滋味就越甘醇。
据研究，在渥堆加工过程中水溶性糖在渥堆过程中的变化虽有波动，但总的趋势是减少的。茶坯水溶性糖含量随普洱茶的渥堆发酵进程加深而随之减少，五翻混合样的水溶性糖含量较原料时的减幅54.42%；从不同层次来看，上层变化波动较大。
水溶性果胶物质的变化
原果胶是构成茶叶细胞的中胶层，由果胶素与多缩阿拉白醛糖结合而成，在稀酸的作用下分解成水化果胶素，在原果胶素的作用下，形成水溶果胶素。
由于果胶具有粘稠性，因此溶于水的果胶物质可增加茶汤滋味，是茶汤具有味厚感和茶汤浓稠度的主要物质。在普洱茶渥堆过程中水溶性果胶呈波动变化，但总体趋势是增的。
咖啡碱的变化
咖啡碱是茶叶中主要的嘌呤碱，是构成茶汤的重要滋味物质与普洱茶质量呈正相关。研究表明，咖啡碱在普洱茶渥堆过程中呈增加趋势。有关咖啡碱增加的机理有待进一步的研究。
氨基酸的变化
氨基酸是构成绿茶质量尤其是绿茶茶汤滋味的重要化学成分，能增强茶叶的鲜爽味。氨基酸在普洱茶发酵的特殊温湿条件下发生氧化、降解和转化与多酚类起反应生成褐色色素，因此在普洱茶渥堆发酵过程中氨基酸总体呈减少趋势。
在普洱茶的渥堆发酵过程中，茶坯的儿茶素、茶红素、水溶性糖、氨基酸、茶多酚和水浸出物的含量均减少，而茶褐素、水溶性果胶、茶黄素和咖啡碱的含量则增加；其中儿茶素、茶红素减少较明显，而茶褐素、水溶性果胶则增加较多。这些物质的综合变化，使茶汤的滋味由渥堆发酵前的浓强变为醇厚，汤色由黄绿变为红褐，形成普洱茶特有的滋味、汤色质量风格。
在普洱茶的渥堆发酵中，由于不同层次的茶坯所著生的微生物及堆温、含水率的差异，导致不同层次的茶坯的化学成分变化快慢不一：上层变化幅度最大，中层次之、下层变化幅度最小。
