Nationalgeographic.co.id—Es "Jelly" suatu hari nanti dapat menggantikan benda kubus yang selama ini telah mendinginkan minuman Anda. Jelly yang dapat digunakan kembali ini menjebak air di dalam strukturnya yang seperti spons. Air itu bisa membeku tetapi tidak bisa lepas. Para peneliti di University of California, Davis, berharap inovasi mereka dapat membuka batas baru dalam teknologi pendingin makanan.
Es batu jelly terbuat dari hidrogel “gel air”. Hidrogel terdengar teknis. Tapi Anda mungkin pernah makan hidrogel sebelumnya—Jell-O. Anda bahkan dapat membekukan makanan populer itu. Tapi ada masalah. Setelah dicairkan, berubah menjadi goop (semi cair).
Tapi tidak dengan es batu jelly. Mereka dapat dibekukan dan dicairkan, lagi dan lagi. Mereka juga ramah lingkungan. Menggunakannya kembali dapat menghemat air. Plus, hidrogel adalah biodegradable. Tidak seperti kemasan freezer plastik, di akhir masa pakainya, mereka tidak akan meninggalkan sampah plastik berumur panjang. Mereka bahkan dapat dibuat kompos. Setelah sekitar 10 kali penggunaan, Anda dapat menggunakan kubus ini untuk meningkatkan pertumbuhan taman.
Akhirnya, mereka dapat membuat penyimpanan makanan beku lebih bersih. Sebenarnya, di situlah “ide awal dimulai”, kata Luxin Wang. Dia adalah seorang ahli mikrobiologi di tim UC Davis. Saat es biasa mencair, bakteri dapat menumpang di air itu ke makanan lain yang disimpan di tempat yang sama. Dengan cara ini, “itu dapat mengkontaminasi silang,” kata Wang. Tapi hidrogel tidak akan berubah cair lagi. Setelah digunakan, bahkan dapat dibilas bersih dengan pemutih cair.
Tim menggambarkan es batu hidrogelnya dalam makalah yang terbit pada 22 November lalu. Penelitian ini dipublikasikan di ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Pendingin alternatif
Sama seperti es biasa, zat yang ada dalam pendingin hidrogel ini adalah air.
Es menyerap panas, membuat benda-benda di sekitarnya menjadi lebih dingin. Pikirkan "dingin" hanya sebagai ketiadaan panas. Saat memegang es batu, rasanya seperti dingin bergerak ke tangan Anda dari es. Tapi perasaan dingin itu benar-benar berasal dari panas yang keluar dari tangan Anda. Ketika es menyerap panas yang cukup, es mencair. Namun dalam es batu jelly, Wang menjelaskan, air “terperangkap dalam struktur gel.”
Tim membandingkan kemampuan hidrogelnya untuk mendinginkan makanan—“efisiensi pendinginannya”—dengan es biasa. Pertama, mereka mengemas sampel makanan ke dalam wadah berinsulasi busa dan mendinginkan makanan dengan es batu jelly atau es biasa. Sensor mengukur perubahan suhu makanan. Es biasa bekerja lebih baik, tetapi tidak banyak. Misalnya, setelah 50 menit, suhu sampel yang didinginkan dengan es adalah 3,4º Celcius (38º Fahrenheit). Sampel yang didinginkan dengan gel adalah 4,4 C (40 F).
Mereka juga menguji kekuatan hidrogel. Struktur sponsnya sebagian besar terbuat dari protein yang disebut gelatin (seperti pada Jell-O). Hidrogel dengan persentase gelatin yang lebih tinggi lebih kuat tetapi menunjukkan efisiensi pendinginan yang lebih rendah. Pengujian mengungkapkan bahwa hidrogel dengan 10 persen gelatin menunjukkan keseimbangan terbaik antara pendinginan dan kekuatan.
Baca Juga: Sering Menyisakan Makanan? Ini Dampaknya Bagi Lingkungan dan Kehidupan Manusia
Selama pembuatan, es batu jelly dapat dibentuk menjadi bentuk apapun. Dan itulah yang membuat perusahaan penelitian, medis, dan makanan tertarik.
"Kami mendapat email dari manajer lab," kata Wang. “Mereka berkata, 'Itu keren. Mungkin Anda bisa membuatnya menjadi bentuk ini?' Dan mereka mengirimi kami gambar.”
Misalnya, bentuk bola kecil dapat digunakan sebagai bahan pengiriman yang dingin. Atau mungkin hidrogel bisa digunakan untuk menampung tabung reaksi. Ketika para ilmuwan membutuhkan tabung reaksi agar tetap dingin di luar freezer, mereka sering memasukkannya ke dalam bak es. Tapi mungkin, kata Wang, gel itu malah bisa dibuat menjadi "bentuk di mana kita bisa meletakkan tabung reaksi di dalamnya."
Pekerjaan dalam proses
Es batu jelly belum siap untuk diluncurkan. "Ini adalah prototipe," kata Wang. “Saat kami bergerak maju, akan ada peningkatan tambahan.”
Harga mungkin salah satu kelemahannya. Dibandingkan dengan es biasa, “kebanyakan gel tidak akan lebih murah,” kata Wang. Setidaknya tidak pada awalnya. Tetapi opsi untuk memotong biaya ada—seperti jika digunakan kembali berkali-kali, misalnya. Tim sudah bekerja untuk itu. Wang mengatakan sebuah studi baru menunjukkan stabilitas gel yang lebih baik karena berbagai jenis koneksi yang dibuat antara protein dalam struktur spons gel.
Masalah lain mungkin penggunaan gelatin itu sendiri. Ini adalah produk hewani dan beberapa orang, seperti vegetarian, tidak akan makan gelatin, kata Michael Hickner. Dia mengajar ilmu material di Penn State University di University Park. Dengan kubus ini, dia mencatat, "Anda bisa mendapatkan gelatin pada makanan yang tidak Anda inginkan."
Ilmuwan polimer Irina Savina di University of Brighton di Inggris juga memiliki kekhawatiran. “Mungkin bagus untuk memiliki bahan pendingin yang tidak bocor; Saya akan setuju dengan itu.” Tapi membersihkan dengan pemutih bisa menjadi masalah, katanya. Anda tidak ingin mendapatkan pemutih dalam makanan Anda, tetapi agar-agar dapat menyerap pemutih dan melepaskannya saat menyentuh makanan Anda. Dia memiliki kekhawatiran lain. “Gelatin sendiri adalah makanan bagi mikroba.”
Vladimir Lozinsky adalah ilmuwan polimer di Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia di Moskow. Dia menggemakan poin Savina. “Saya khawatir kubus yang dicairkan bisa menjadi sumber nutrisi bagi mikroba,” katanya–termasuk yang bisa membuat Anda sakit. Bahkan tanpa air lelehan, kubus mungkin masih bersentuhan langsung dengan makanan. Dan itu, lanjutnya, "bisa menjadi masalah."
Baca Juga: Ingin Ramah Lingkungan, Ilmuwan Tiongkok Ciptakan Plastik dari Sperma
Hickner setuju ada masalah yang harus diselesaikan. Tapi dia juga membayangkan kemungkinan untuk aplikasi masa depan, seperti “inovasi makanan.”
Pembekuan makanan dapat mempengaruhi teksturnya. Terutama jika menyangkut sesuatu seperti daging, yang terbuat dari sel-sel utuh. “Pembekuan menghancurkan sel dengan membuat kristal es yang panjang seperti pisau,” kata Hickner dari Penn State. Mencari jalan keluar untuk mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh proses pembekuan dapat membuka kemungkinan baru. Dan dalam studi hidrogel ini, “mereka menggunakan polimer untuk mengontrol ukuran kristal es. Itu membuat semua perbedaan,” katanya. Menggunakan hidrogel gelatin mungkin merupakan "cara ramah lingkungan yang bagus untuk melakukan ini tanpa menggunakan pengawet yang benar-benar eksotis."
Potensi ramah lingkungan dari kubus adalah "tujuan besar," menurut Wang. Hidrogel dapat mempromosikan "ekonomi sirkular," katanya. “Ketika Anda menggunakan sesuatu, seperti kubus ini, mereka bisa kembali ke lingkungan, dengan jejak minimal di Bumi.”
Baca Juga: Ternyata Mengubah Isi Piring Dapat Menyelamatkan Kesehatan dan Bumi