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國際發明設計競賽─嘉藥與上茶堂合作參賽榮獲「鈦金獎」最高榮譽
2020/05/22

記者 劉美祺/台南報導
在這次2020年臺灣綠點子國際發明設計競賽中,嘉藥與上茶堂合作參賽,在嘉藥副校長張翊峰指導下脫穎而出,榮獲鈦金獎最高榮譽。嘉藥指導老師黃煒能指出,新飲食理念正夯,跨域整合的態樣明確,在食農科技中,高值化農產品的真偽問題相當重要,仿冒的高值化農產品不僅可能傷害消費者的健康,更讓投資者望之卻步。以全球高值化農產品為基礎的貿易加值技術,比方說防偽科技與健康管理結合、或許是突破台灣農業困境的有效方法之一。

台灣的耕地有限,在無法規模生產下,傳統的農耕產品難以提高農業產值,產值不高讓年輕人也難以投入農業生產,產生惡性循環。反之,若農業利用跨域整合使其具有高值化收益,很多問題其實就會迎刃而解,比方說農業人力老化、農業經營缺工、貿易自由化等問題。其中,高值化的農產品,還具備了金融投資的特性,比方說茶葉、葡萄酒、老菜圃、沉香、中藥材等,應可深入探討。
↑此次獲得國際發明設計競賽「鈦金獎」的嘉藥老師黃煒能(左一) 他同時也是普洱茶專家。
↑此次獲得國際發明設計競賽「鈦金獎」的嘉藥老師黃煒能(左一) 他同時也是普洱茶專家。
黃煒能強調,食農科技中,高值化農產品的真偽問題相當重要,仿冒的高值化農產品不僅可能傷害消費者的健康,更讓投資者望之卻步。辨別高值化農產品真偽問題,包括產品為真(第一因)與產地為真(第二因),多年來一直是傷透農家與投資者的一個難解的問題。目前高值化農產品防偽技術,台灣的研究多是利用RFID,比方說金門高粱酒與普洱茶的防偽;或利用QR Code;或利用防偽標籤的做法等進行產品的防偽設計。

黃煒能進一步指出,普洱茶是一種高值化農產品,昂貴的普洱茶品,往往一個茶餅價值數十萬美金以上,2019年日本東京中央拍賣公司在香港的「一期一會」秋拍會,百年「福元昌號」以HK$2,632萬成交。早期,普洱茶的防偽技術,主要是依靠在茶餅上的內票或茶餅外包裝,透過業內行家多年來的經驗,以肉眼方式鑑別產品的真偽。然而,行家鑑定除了鑑價費昂貴之外,鑑價結果亦多爭議。

↑上茶堂繆願青老師。
↑上茶堂繆願青老師。
近年來,印刷防偽技術與RFID陸續發明之後,普洱茶的防偽技術主要採用QR-Code的二維條碼防偽;以及將內飛由紙質改成耐高溫的條型RFID。然而,只要偽造的專家願意,如此簡易的防偽技術,不須太高的成本即可完成完整偽造系統的龐式騙局。

在實務的鑑定工作上,鑑別產品與產地為真的方法比鑑定為假的方法困難,因此,這項系統設計精神在於鑑定為假,只要有一個步驟確認產品為假,整個鑑別工作即可結束。第一個層次與第二個層次是產品為真與產地為真的鑑定。第一個步驟係採用「目視法」;世界上的茶葉超過6000種以上,約略可區分為綠茶、黃茶、白茶、青茶、紅茶、及黑茶等六種。經由第一個目視法步驟,我們可以輕易的將普洱茶區分出來。第二個步驟,採用影像辨識法,用VR設備將茶葉的大葉種、小葉種、台地茶、古樹茶等種類區分出來,此時有經驗的評茶師或專家亦可用目視法區分。第三步驟,因應普洱茶特殊的型制,非散茶的型制難以用影像辨識法,因此採用光譜儀或質譜儀分析法,利用光譜儀及感應耦合電漿質譜儀,可以取得分析物的蛋白質體proteomics的指紋圖譜或微量元素的成分分類表,由此得到茶葉種類的判別,而若再利用主成分分析法,可以取得茶葉產地的初步判別。辨識率達到85%~96%以上。
↑上茶堂自製的優質普洱茶。
↑上茶堂自製的優質普洱茶。
黃煒能表示,因為高價的普洱茶,對於茶產地的辨識需求精確度相當高,幾達100%,因此需要再配搭其他的辨識方法,提高辨識率。我們透過第四步驟電子鼻分析法,尋求茶葉的等級與儲存年份等特徵,來鑑定產品為真之目的(或證明產品為假)。由於,電子鼻技術結合主成分分析可以清晰區分不同等級的普洱茶樣品以及不同貯藏年份的普洱熟茶,但不能完全區分不同產地的普洱茶,因此我們在第五步驟採用電子舌分析法,電子舌測試茶湯時,應用主成分分析法(PCA)、判別因數分析(DFA),和 k 近鄰法(KNN)3 種不同的模式識別方法分別建立判別模型,其中KNN 對訓練集和測試集的識別率均為 100%,通過 DFA 所建立的模型識別率為 95.6,PCA區分指數識別率為 81.8%,可以有效確認茶葉的等級與可能的產地等特徵。最後,在步驟六,我們使用DNA指紋圖譜法,結合電子舌或電子鼻進行微量元素分析,並結合二維膠體電泳搭配液相層析串聯高解析質譜儀進行蛋白質體分析。主要是單純使用DNA指紋圖譜的分子標誌法可能是不足的,原因在於茶樹是可以無性生殖的,只能證明茶的產品是真的,無法證明產地為真。
↑國際發明設計競賽發表會中的普洱茶產品。
↑國際發明設計競賽發表會中的普洱茶產品。
黃煒能說,透過產品為真與產地為真的客觀建構後,在高值化農產品的防偽設計上,規劃以政府或公證單位建構「DNA SNP指紋圖譜接合蛋白質體proteomics指紋圖譜」的指紋圖譜大數據庫為第一層設計;在第二層設計上,結合區塊鏈智能合約;在第三層設計上,提供了結合第二層區塊鏈智能合約的農產品產銷履歷;第四層設計上,結合第一層DNA指紋圖譜大數據庫,製成二維條碼包裝設計。在導購設計上,採用了導購的名人效應設計(防偽設計),以及消費者購買時的App訂購軟體設計(防偽設計),實務性的提高高值化農產品的商業市場環境。

結合了DNA SNP指紋圖譜、蛋白質proteomics指紋圖譜、電子鼻、電子舌、光譜儀、質譜儀、生產履歷、區塊鏈技術、智能合約,以及APP訂購與名人效應設計,逐步完成了「以普洱茶為例的天然保健物鑑別真偽方法之強健性研究。黃煒能認為,透過客觀與科學的方法,學術上提出強健性的天然物真偽辨識方法,實務上提供健康、食品、農業跨領域的系統式食農科技可行方案。
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