茶葉要好喝，製茶是關鍵！製茶師透過嗅聞茶葉香氣變化，調整製茶步驟，製造香氣宜人的好茶。不過製茶師在製茶時需全程待命，疲勞影響茶葉氣味的判斷，導致茶葉品質難以均一，老師傅也擔心聞香技術不易傳授，阻礙台灣茶產業延續。
農業科技研究院（以下簡稱「農科院」）開發「茶葉電子鼻」，訓練電子鼻判斷關鍵香氣物質，提醒製茶師調整製茶步驟，不必鎮日守著茶葉，也不必擔心過勞會影響判斷。研究團隊還將電子鼻協助製作的包種茶拿去評鑑，連年獲得優等以上的殊榮。未來也將擴大應用至不同種類的茶葉，讓電子鼻能幫助更多茶農，輕鬆生產品質優良的茶葉。
茶葉逆境遇產生香氣，製茶師聞香控管製茶流程
飲茶最大的樂趣，即是沖泡茶葉時產生的香氣在鼻間流淌。農科院植物科技研究所研究員陳柏安說明，植物遇到缺水、日晒、蟲害叮咬時，會產生「次級代謝物」的化學物質，促進植物抵禦逆境與傳遞警訊。茶葉的次級代謝物經常散發如同花香、果香的氣味，因此製茶師會透過萎凋、揉捻等製茶步驟，讓茶葉遇到缺水、細胞破裂等逆境，生成迷人的香氣。
製作茶葉時，茶葉會不斷產生次級代謝物，氣味也不停轉變。陳柏安舉例，製茶初期的次級代謝物具有較濃烈的草菁味，須等化學物質經過氧化作用，才逐漸轉成花果的氣味。另外每種茶葉理想的氣味不同，像包種茶需要豐富、優雅的花香，茶農不宜讓香氣物質過度轉換；但想要突顯東方美人茶的果香，就要在製作茶葉過程提供較多逆境。
茶葉遭受的逆境可以由葉子硬挺程度、光澤等外觀評估，但氣味變化是最明顯的判斷依據，製茶師通常以「聞香」控管製茶流程，讓茶葉產生理想香味。陳柏安表示，茶葉從採摘到製茶完成，味道會持續改變，製茶師須全程監控茶葉香氣的變化，才能隨時做出正確的判斷。
全程待命不得休息，人工判斷難以穩定茶葉香氣品質
不過製茶過程動輒連續 20 小時，製茶師須全程在茶葉旁待命，避免錯失調整製茶步驟的最佳時間。陳柏安表示，長時間監測、難以休息，製茶師身體倦怠、嗅覺疲勞時，判斷茶葉狀態的精準度會降低，縱使是經驗豐富的老師傅，也可能誤判茶葉狀態，導致最終茶葉的品質不如預期。
每批茶葉的含水量、化學物質含量不一，製茶師需要經年累月的經驗才能判斷香氣變化，老師傅不易快速傳授技術和訣竅給年輕的製茶師。另外從農人口不斷減少，老師傅的技術隨著時間不斷流失，陳柏安認為，將來年輕製茶師學習香氣判斷、承接製茶工法會愈發困難。
近年台灣茶葉進口量皆超出 3 萬公噸，出口量卻僅在 1 萬公噸徘徊，原因是茶葉品質無法均一，不利台灣茶葉外銷。陳柏安解釋，茶葉貿易商需要每批茶葉的品質固定，才能穩定外銷給客戶，若業者因茶葉品質不穩而須拼配多款茶葉維持味道，疊加的時間與人力成本自然會影響茶葉產品開發。尤其台灣茶葉產量不如東南亞等國家，若茶葉品質也不穩，更減少台灣茶葉在國外的競爭力。
用電子腦紀錄關鍵香氣，電子鼻快速分析茶葉香氣物質
想要解決茶葉香氣判斷的困境，陳柏安決定為製茶師設計「電子腦」，用機械與電腦仿效製茶師，分析香氣物質來監控製茶過程。原先他以氣相層析質譜儀，精準得知製茶步驟與特定香氣化學物質相關，但分析時間需至少兩小時，量測結束時，茶葉的氣味已經改變，「需要更簡化偵測流程」。
由於清華大學已成功研發人工智慧電子鼻，可以快速監測氣味變化，協助醫療領域快篩疾病，陳柏安因而發想，可以利用電子鼻測量茶葉香氣，「電子鼻一秒可以分析一組氣味，會快上許多！」他與清華大學電子鼻團隊、臺灣大學園藝系助理教授林書妍合作，訓練電子鼻辨認茶葉香氣。
陳柏安說明，研究團隊首先讓電子鼻學會判斷製茶過程的關鍵香氣物質，例如偏向茶菁味的葉醇、以及花香味的吲哚、茉莉酮等，透過偵測這些化學物質組成與相對濃度變化，判斷製茶師是否該進行下一個製茶步驟。研究團隊接著與多家製茶廠合作，帶著電子鼻到製茶現場「實戰演練」，以大數據校正電子鼻的判斷精準度，確保電子鼻在不同茶葉種類、製茶環境都能穩定「聞」出關鍵香氣。
簡單偵測即有好茶，茶農連年得獎
歷經五年以上的訓練，陳柏安表示，電子鼻可以精確偵測包種茶香氣變化，即便茶農使用金萱、青心烏龍等不同茶葉品種，亦能維持準確度。為了方便操作，電子鼻設備輕巧，茶農只須將儀器插電，再把電子鼻的偵測管插入茶葉中，即可開始偵測茶葉香氣；偵測到香氣轉換，就會發出警告聲，提醒茶農要進行攪拌、炒菁等製茶步驟，「期間製茶師能夠休息，不用全程守候」。
電子鼻減少製茶師工作負擔，茶葉品質也需符合消費者喜好才有意義，因此陳柏安與新北石碇上頂製茶廠合作，連續四年以電子鼻協助茶廠製作包種茶，並參與石碇區文山包種茶評鑑比賽，「每年都至少優等，代表茶葉具有一定品質！」
上頂製茶廠負責人羅天送種茶、製茶近 40 年，他坦言以往製茶依靠老師傅個人經驗，每次製茶的香氣品質並不固定，也難以在製茶過程好好休息。不過透過電子鼻內建的偵測公式感應關鍵香氣物質，「口味就會比較類似、均一」。此外他將電子鼻協助製作的包種茶拿去評鑑，還曾獲得二等、三等獎的殊榮。
從事製茶的後輩逐漸減少，老師傅也日漸凋零，羅天送很開心有電子鼻幫助台灣茶葉延續製茶工法。他認為，電子鼻不僅減少製茶師監測茶葉香氣時的負擔，新手茶農也可以更快上手，不用擔心沒有充裕時間承接老師傅的製茶經驗。
電子鼻已技術轉移，可依茶農需求客製化
團隊已將茶葉電子鼻技術轉移給世創生物科技，一台儀器要價約在 30 至 40 萬元間。世創生物科技執行長邱仕文強調，儀器仍在調整細節的功能，定價也會依據茶農需求與使用情況再調整，歡迎茶農、茶葉產銷班與茶葉貿易業者洽談採購或討論合作。
不同茶葉的製茶步驟轉換時機仍有差異，陳柏安說明，研究團隊會繼續鑽研，讓電子鼻應用在凍頂烏龍、東方美人茶等，「學理都類似，擴大應用沒有太大問題」。另外他表示，茶葉外銷業者亦可應用電子鼻，快速得知庫存茶葉氣味，以滿足不同客戶的茶葉需求，減少判斷茶葉品質的時間成本。未來亦可將電子鼻應用範圍延伸至咖啡、果汁、香莢蘭的品質鑑定與分級，減少人工判斷造成的誤差。
羅天送認為，茶葉的口味、香氣差異，是每個茶農突顯自身茶葉特質的關鍵。電子鼻若能依據茶農的喜好形塑不同茶葉口味，茶農們會更願意採購與應用電子鼻。
