Malt whisky, cho đến giữa thập niên 1960 được làm từ công thức lúa mạch, nước, men và than bùn. Thời điểm đó, tất cả các lò chưng cất cùng sử dụng số lượng lớn than bùn cho việc đốt nồi cất và sấy lúa mạch trong phòng sấy (kiln). Vào đầu thập niên 1960, với sự phát triển của phương pháp đốt nồi cất (đốt gián tiếp, cuộn dây hơi) và trong quá trình mạch nha hóa (malting), thật dễ dàng để sản xuất một số lượng lớn mạch nha lúa mạch chất lượng cao mà không cần đến than bùn. Những lò chưng cất vùng Speyside và Lowland đi tiên phong trong việc chuyển đổi whisky không sử dụng than bùn.
Sự thay đổi từ than bùn sang than cốc được thực hiện bằng sự khởi đầu của các mỏ khai thác than cốc và sự phát triển của hệ thống đường sắt giúp cho sự chuyên chở nhiên liệu đến các lò chưng cất. Các vùng khác như Islay duy trì phương thức sản xuất truyền thống của whisky có sử dụng than bùn (ngoại trừ Bunnhahbain, Bruichladdich và Caol Ila với sự mở rộng sang phong cách Highland). Sự ảnh hưởng và hương vị của than bùn rất dễ nhận ra bởi người uống whisky và mức độ than bùn được diễn tả như là phần triệu của phenol (PPM, Parts per million, 1ppm có nghĩa là 1 đơn vị phenol được pha loãng bởi 1,000,000 đơn vị nước rượu)
Theo những người sành whisky, thuật ngữ than bùn (peat), phenol và ppm chưa được hiểu rõ và bài viết này sẽ có gắng giải thích chúng.
1. Than bùn / Peat
1.1 Khía cạnh thực vật học
Than bùn được định nghĩa như sau "Than bùn là một nguyên liệu hữu cơ dưới hình thức vùng đất ngập nước, không thể sản xuất, trong điều kiện axit của vùng đầm lầy. Những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của rêu đặc biệt là rêu nước. Khi cây chết, chúng không bị phân hủy. Thay vào đó, các chất hữu cơ được lắng xống và tích tụ thành than bùn bởi sự thiếu oxy trong đầm lầy".
Xét ở khía cạnh khác, vùng đất ngập nước (wetland) và vùng đất than bùn (peatland) đều được gọi là vùng đầm lầy (bog) bãi than bùn (moor) bãi lầy (mire) ở một số quốc gia, than bùn là kết quả của sự phân hủy thực vật, bao gồm chủ yếu là rêu nước. Rêu nước là một chi của họ rêu (Bryophyte) với hàng trăm loài. Đó là loại thực vật nhỏ có chiều cao khoảng 1-2cm với thân chính có thể đạt tới 5-10cm (cơ quan sinh sản) phát triển tại vùng đất ẩm và ngập nước. Tỷ lệ nước trong thân cây rất cao, lên tới 70%. Dưới kính hiển vi, bạn có thể nhìn thấy chất diệp lục (chlorophyll) nổi trong nước. Bởi vì rêu nước phát triển ở vùng đất ngập nước nên sự phân hủy xảy ra trong điều kiện thiếu khí oxy (kị khí) và do đó carbon bị mắc kẹt trong lớp thực vật không thể phát hành CO2. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy này, thanh bùn có màu đen vì than có hàm lượng carbon cao
1.2 Than bùn trong các lò chưng cất
Than bùn rất phong phú ở các nước phương Bắc (Nga, Canada, Các quốc gia bán đảo Scandinavia và Anh (trong đó có Scotland)) và để được sử dụng như một loại nhiên liệu, chúng phải được sấy khô. Ở Scotland, than bùn được cắt bằng phương pháp thủ công truyền thống là dùng cái mai / cái thuổng (Spade) đào đất. Những khối than bùn được chất chông nên nhau ngoài trời để hong khô. Phần than bùn phía trên được đưa trở lại bề mặt của những cánh đồng than bùn nhằm giảm thiểu tối đa tác động sinh thái của việc khai thác than bùn
Khai thác than bùn theo hình thức thủ công http://www.youtube.com/watch?v=of5cWjD9CKg
Khai thác than bùn bằng máy http://www.youtube.com/watch?v=SV6HklgexZY
Khi đã khô, than bùn có thể sử dụng như nhiên liệu cho nhu cầu nội bộ và các nhu cầu của ngành công nghiệp. Than bùn là nhiên liệu chính ở Scotland và nó là một trong những nhiêu liệu chính của một số vùng tại scotland như vùng Outer Hebrides (Western Isles và Long Island). Than đá, than cốc, gas và dầu là những niên liệu tốt hơn. Tuy nhiên, than bùn chất lượng vẫn được sử dụng trong ngành công nghiệp Scotch whisky. Những lò chưng cất Highland Park, Springbank, Bowmore, Laphroaig và Kilchoman vẫn sử dụng than bùn cho quá trình mạch nha hóa (malting) cũng như lò chưng cất Balvenie nhưng với tỷ lệ ít hơn. Tại Balvenie, để có sự ảnh hưởng nhỏ của than bùn, có lượng nhỏ than bùn được đốt cháy liền kề phòng sấy kiln được sấy bởi than cốc và khói than bbunf được hòa lẫn với khói của than cốc. Những lò chưng cất khác mua mạch nha được sấy bằng than bùn trực tiếp từ quá trình mạch nha hóa như Port Ellen, Tamdhu hay Glen Ord hoặc từ những nhà sản xuất mạch nha khác như Simpsons. Quá trình mạch nha hóa tại Port Ellen sử dụng tối đa khoảng 5 tấn than bùn trong khi tại Tadmhu sử dụng ít nhất là 5 tấn. Sấy mạch nha lúa mạch với than bùn giúp đem lại cho nước rượu một số vị khói dễ chịu và cho phép lưu trữ trong thời gian lâu hơn loại mạch nha không được sấy bằn than bùn nhưng có thể làm giảm sản lượng ( số lượng lít cồn nguyên chất trên 1 tấn mạch nha). Tùy theo mức độ than bùn, thời gian sấy bằng có thể lên tới 48 giờ. Sau 48 giờ, vỏ của mạch nha lúa mạch sẽ khô và việc kéo dài sự tiếp xúc của mạch nha lúa mạch với khói than bùn sẽ không làm tăng đặc điểm vị khói của nước rượu. Qua trình xử lý này sẽ mang lại kết quả là sự gia tăng của hợp chất hóa học có hương được gọi là phenol. Đối với mạch nha lúa mạch không được sấy bằng than bùn, tỷ lệ phenol nằm tỏng khoảng 0.5-3ppm (1ppm = 0.0001%) và lúa mạch được sấy bằng than bùn đậm dùng để sản xuất Ardbeg hoặc Octomore của Nhà Bruichladdich tương ứng là 50 và 80ppm. Thuật ngữ ppm được sử dụng cho nhiều lò chưng cất khác nhau được đưa ra trên nhiều website và sách thường tập tru ng vào tỷ lệ phenol của mạch nha lúa mạch được sử dụng để sản xuất whisky, trước giai đoạn nghiền mạch nha và chưng cất. Hàm lượng phenol trong sản phẩm của quá trình chưng cất (new make) thường nằm tỏng khoảng 30-50% hàm lượng phenol có trong mạch nha lúa mạch ban đầu. Ví dụ, mạch nha của Argbeg có hàm lượng phenol 54ppm và hàm lượng cuối cùng có trong thành phẩm chưng cất khoảng 17-24ppm, nó phụ thuộc vào quá trình nghiền và lên men. Ví dụ thứ 2 là, mạch nha lúa mạch được sử dụng cho Benriach Curiostas có hàm lượng phenol là 55pm và hàm lượng phenol trong thành phẩm chưng cất là 35ppm. Đặc tính quan trọng nhất của khói than bùn đó là giúp mạch nha lúa mạch tránh nhiễm khuẩn.
Các
lò chưng cất thích sử dụng tầng phía trên của quá trình khai thác than
bùn vì lớp mặt đậm hơn và nhiều rễ hơn. Lớp than bùn phía trên tạo nhiều
khói và lý tưởng trong việc tạo hương cho lúa mạch. Trong việc sử dụng
nội bộ, lớp than bùn phía dưới khá được ưa chuộng vì nó cháy tốt hơn,
tạo sức nóng tốt hơn và ít khói hơn. Tùy thuộc vào thảm thực vậy của khu
đầm lầy, than bùn có thể có cấu trúc và độ phân hủy khác biệt, do đó
than bùm trở lên khác biệt theo vị trí địa lý có thể góp phần tạo ra
hương vị đặc trưng riêng. Trong suốt thập niên 1990, Lò chưng cất
Highland ngừng sử dụng sàn malting và chỉ sử dụng mạch nha lúa mạch được
cung cấp bởi những nhà cung cấp mạch nha. Điều đó dẫn tới sự thay đổi
trong hương vị whisky và sản malting được sử dụng trở lại. KHởi đầu của
thiên niên kỷ mới, Laphroaig chỉ sử dụng mạch nha trên chính sàn malting
của họ để chưng cất. Kết quả thử nghiệm sẽ được phân phối trogn vài
năm. Nhà Glendronach và Benriach ngừng sử dụng sàn malting vào cuối thập
niên 1990. Mặc dù việc sử dụng sàn malting là không kinh tế, Benriach
vẫn tái hoạt động sàn malting vào niên vụ 2008/2009. Hy vọng là nhà
GlenDronach cũng sẽ cho sàn hoạt động trở lại. Tại Highland Park, trong
khoảng thời gian ngắn họ cỗ gắng chỉ mua mạch nha được cung cấp một cách
thương mại nhưng điều này ảnh hưởng đến chất lượng rượu. Highland Park
sản xuất khoảng 15% sản lượng từ mạch nha trên sàn malting của họ. Ở
vùng Speyside, một lò chưng cất vẫn giữ sàn malting của họ cho mục đích
thương mại.
Cho đến cuối thế kỷ 19, phần lớn ở vùng Highland, than
bùn vẫn được sử dụng cho việc đốt nóng nồi chưng cất. Sức nóng do đốt
nóng nồi chưng cất bằng than bùn thấp hơn than cốc, than đá và kết quả
rõ ràng là dẫn đến một loại rượu chất lượng hơn.
2. Phenol và ppm
Như
đã được nêu ra bên trên, ppm là một đơn vị đo tỷ lệ. 1 ppm được định
nghĩa là 1 phân tử phenol được pha loãng trong hỗ hợp bởi 1,000,000 phân
tử khác.
Trong suốt quá trình sấy, khi than bùn được sử dụng như
nhiên liệu, khói than bùn (khói) sẽ mang lại đặc tính than bùn vào thành
phẩm chưng cất. Vị than bùn của lúa mạch có thể được điều chỉnh bởi
lượng than bùn được đốt cháy, thời gian khói than bùn và độ ẩm của mạch
nha. Độ ẩm tối ưu khoảng 25%. Đặc tính than bùn (cháy, khói và thuốc) có
nguồn gốc chủ yếu từ hợp chất phenol có trong khói than bùn và những
hợp chất phenol quan trọng bao gồm phenol, cresol, xylenol, ehtylphenol
và guaiacol. Ngoài phenol có nguồn gốc từ khói than bùn, một vài hợp
chất phenol được tạo ra từ quá trình mạch nha hóa bởi sức nóng được tạo
ra trong phòng sấy kiln (suy giảm nhiệt). Mặc dù phenol chiếm ưu thế
trong mạch nha lúa mạch sấy bằng than bùn, cresol có thể phong phú hơn
trong rượu thành phẩm. Sự thay đổi nhiệt độ của ngọn lửa than bùn khoảng
tuef 400 – 750 độ C có thể thay đổi đáng kể độ cân bằng của phenol và
cresol so với guaiacol. Khứu giác của chúng ta là cơ quan nhạy cảm và
phát hiện mức độ hương vị than bùn ở mức độ thấp nhất là 0.1ppm của
guaiacol.
Như
được đề cập ở trên, đơn vị đo lường phổ biến để báo cáo độ than bùn của
whisky là ppm của mạch nha lúa mạch. Single malt đậm than bùn được làm
từ mạch nha lúa mạch trên 30ppm, loại vừa là khoảng 20ppm và loại than
bùn nhạt là dưới 15ppm. Thậm chí mạch nha lúa mạch không được sấy bằng
than bùn cũng chứa phenol, nhưng ở mức độ thấp, khoảng 0.5-2 hoặc 3 ppm.
Tỷ lệ phenol góp phần tạo đặc tính than bùn giảm dần theo thời gian. Ví
dụ, mạch nha sản xuất Laphroaig là 40ppm, tỷ lệ trong rượu là 25ppm.
Hàm lượng phenol giảm xuống 8-10ppm trong loại 10 tuổi và giảm xuống còn
6ppm trong loại 30 tuổi.
Sự định lượng các hợp chất phenol được thực
hiện bởi máy đo quang phổ UV/VIS hoặc công nghệ sắc ký chất lỏng hiệu
suất cao (high performance liquid chromatography - HPLC)
Trong trường hợp đo quang phổ UV/VIS, mẫu whisky được phân tích sẽ được phối trộn với thuốc thử (ví dụ, thuốc thử Folin-Ciocalteu) tạo ra phản ứng với các hợp chất phenol của mẫu thử. Phương pháp này khá đơn giản, không tốn kém và không yêu cầu nhiều chuyên gia khoa học. Tuy nhiên, bởi sự không đồng nhất và phức hợp của các hợp chất hóa học trong whisky, tính đặc trưng của phương pháp thử là không chính xác 100%.
HLPC là một công nghệ có hiệu suất cao và cho phép kết quả tương đối chính xác và cụ thể và định lượng được các nhóm hợp chất hóa học phenol. Trong khi whisky là sự kết hợp của hàng trăm phân tử, việc xác định tất cả các hợp chất phenol thì không phải luôn luôn khả thi
Trong
suốt những năm vừa qua, công nghệ mới như Gas Chromatography / Mass
spectrometry (GC/MS) hoặc Chromatography / Time of Flight Mass
spectrometry (GC/TOFMS) được phát triển để kiểm tra chất lượng whisky
Quay
trở lại whisky, whisky đậm vị than bùn nhất là Octomore được sản xuất
bboiwr Bruichladdich. Trên website của họ, lúa mạch được sử dụng để sản
xuất Octomore năm 2002 là 80.5ppm phenol được đo bởi HPLC. Loại Octomore
II – Breast đạt 167ppm được đo bởi HPLC.
3. Kết luận
Than bùn là tài nguyên thiên nhiên được sử dụng lâu đời ở Scotland như một nhiên liệu. Nó rât phong phú và được sử dụng từ giai đoạn khỏi đầu của ngành công nghiệp whisky để sấy lúa mạch. Sấy lúa mạch trên ngọn lửa của than bùn giúp bảo vệ lúa mạch khỏi ảnh hưởng của độ ẩm và nhiễm khuẩn. Cùng thời gian, khói than bùn mang lại hương bị than bùn cho rượu whisky. Than bùn vẫn được sử dụng một cách rộng rãi trong các lò chưng cất tại Scotland, nhưng phần lớn là những lò chưng cất tọa lạc tại các đảo Skye, Orkney, Mull và Islay. Phụ thuộc vào cấu trúc và nguồn gốc than bùn, thời gian và nhiệt độ của ngọn lửa từ than bùn và quá trình chưng cất, đặc tính than bùn có thể khá khác biệt giữa sản phẩm của 2 lò chưng cất. Độ than bùn, đơn vị đo lường ppm, là một chỉ số về độ than bùn và thường được đo bởi HPLC hoặc đo quang phổ. Giá trị ppm được sử dụng bởi lò chưng cất để quảng bá sản phẩm của họ thường thể hiện tỷ lệ phenol trong mạch nha lúa mạch chứ không phải trong thành phẩm chưng cất.
