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刚采下的芽叶由于水分含量高（含水量75-80%），细胞呈饱水状态，芽叶鲜活膨硬，在萎凋过程中，由于芽叶水分大量消散，使其弹性、硬度、重量和体积大幅降低和减少，这就是所谓物理性的萎凋，准确说法是摊青。
由于细胞的水分大量消散，导致细胞膜的半透性消失，致使原本在细胞中被细胞膜分隔的成分渗入细胞质内而有机会相互接触，藉著酵素的催化作用，进行复杂的化学变化，形成茶叶特有的香气、滋味及水色的成分或其先驱物质，这就是所谓生化性萎凋。
部分发酵茶的萎凋分为日光萎凋和室内萎凋（静置）；前者是以太阳的热能加速生叶水分的消散，而后者不仅在室内静置萎凋，使生叶水分缓慢持续消散，并配以搅拌促使茶叶进行发酵作用，因此萎凋前期主要目的是使茶青的水分迅速消散具有引发茶叶发酵的作用，萎凋后期的主要目的是藉搅拌作用调节茶叶发酵程度，发挥茶叶的香气与滋味。
萎凋及发酵过程中的化学变化为︰
1.蛋白质分解生成胺基酸，可做为其他化学反应的基质，与茶叶香气、滋味、水色形成有关。
2.醣类被消化做为能源，推动其他生化反应，產生与色、香、味有关的成分。
3.有机酸含量增加，影响茶汤水色、滋味及口感。
4.多元酚氧化酵素活性增高，促进茶叶发酵作用的进行。
5.叶绿素被分解破坏，影响成茶色泽。
6.产生挥发性成分，为茶叶香气的主要来源之一。
7.儿茶素类氧化缩合生成茶黄质、茶红质，与茶汤水色及滋味的形成有关。
谈到「发酵」两个字，自然而然使人联想到微生物，例如淀粉或糖经由微生物的作用，转变为酒精称为「酒精发酵」；牛奶经由乳酸菌作用，转为带有酸味的奶製品称为「发酵乳」。茶叶发酵在早期也很自然的被认为是由微生物作用引起，但在十九世纪末至二十世纪初科学家们发现茶叶在无菌状态下，仍能进行发酵作用，因此认为茶叶发酵系由茶叶中的酵素（即酶）所控制而与微生物无关。
在一九六0年代科学家们成功的自茶叶中分离出参与茶叶发酵的酵素叫「多元酚氧化酵素」，这种酵素的功能就是催化多元酚类的氧化作用使產生褐色物质。苹果或梨子削皮后，其表面会发生褐变；茶叶发酵基本上有如苹果与梨子的褐变，但茶叶发酵所发生的化学变化较为复杂，除了茶多酚类的氧化外，茶叶中的其他化学成分如胺基酸、还原糖、果胶质、脂肪酸等也相伴发生一连串的化学变化而產生各种茶类的滋味与香气，香气的生成与发酵的控制有密切的关係。
一般而言，发酵程度较轻者呈飘逸的花香，较深者呈熟果香、糖炒栗香或蜜糖香；而完全发酵係指茶叶中的多元酚类（以儿茶素类为主）经酵素氧化作用，产生一连串化学变化过程。在部分发酵茶（包种茶、乌龙茶）的制造上，制茶师傅藉控制萎凋程度及搅拌的轻重来控制发酵作用的进行而产生茶叶特有的香气、滋味及水色。香郁甘醇的茶叶仍是制茶师傅智慧与灵巧手艺的结晶，与其说制茶是一种科学，毋宁说制茶是科学与艺术的结合。
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