Organisme dan Pembentukan Es

 Organisme dan Pembentukan Es

 

Air laut kutub yang dingin sekali dipenuhi ikan yang tampaknya kebal terhadap pembekuan. Orang mungkin berpikir mungkin ikan ini memiliki semacam antibeku dalam darah mereka. Namun, studi menunjukkan bahwa mereka terlindung dari pembekuan dengan cara yang sangat berbeda dengan zat antibeku melindungi mobil kita. Seperti yang telah kita ketahui zat terlarut seperti gula, garam, dan etilena glikol menurunkan suhu pembekuan air. Namun, ikan tidak bisa mentoleransi konsentrasi zat terlarut yang tinggi di dalam darah mereka karena efek tekanan osmosis. Sebaliknya, mereka dilindungi oleh protein dalam darah mereka. Protein ini memungkinkan air dalam aliran darah menjadi super dingin (suhu dibawah titik beku) tanpa membentuk es. Mereka rupanya melapisi permukaan setiap inti kristal esl, segera setelah inti kristal terbentuk, mencegahnya tumbuh ke ukuran yang akan menyebabkan kerusakan biologis. Meskipun pada awalnya mungkin tampak mengejutkan, penelitian pada ikan kutub ini telah menarik perhatian produsen es krim. Es krim kualitas premium bertekstur halus, tidak memiliki kristal es berukuran besar. Pembuat es krim suka menggabungkan protein ikan kutub ini (atau molekul yang berperilaku sama) untuk mencegah pertumbuhan kristal es selama penyimpanan.

Petani buah dan sayuran memiliki minat yang sama: Mereka juga ingin mencegah pembentukan es yang merusak tanaman mereka selama terjadinya gelombang dingin yang tidak biasa. Namun, ini adalah masalah yang berbeda dari menjaga ikan kutub dari pembekuan. Banyak jenis buah dan sayuran mengandung bakteri yang memproduksi protein yang mendorong pembekuan dengan bertindak sebagai agen nukleasi untuk memulai kristal es. Kimiawan telah mengidentifikasi protein dan gen yang bertanggung jawab untuk membuat protein ini. Mereka kemudian belajar memodifikasi materi genetik dari bakteri ini dengan cara yang menghilangkan kemampuan mereka untuk membuat protein yang mendorong pembentukan kristal es. Dalam pengujian menunjukkan bahwa  bakteri yang dimodifikasi ini tidak memiliki efek berbahaya pada tanaman atau lingkungan, strain bakteri asli akan diganti dengan bentuk baru sehingga kristal es tidak akan terbentuk dengan begitu mudah ketika musim dingin terjadi. 

John Mc Murry, General Chemistry, 4th Edition

Zhumdahl, Chemistry, 8th Edition