Gambar 2.3. Difraktogram difraksi X-Ray dari selulosa dan selulosa nanokristal linter Li, dkk., 2003.
Li, dkk. 2003 melakukan kondensasi selulosa alam linter yang memiliki struktur kristal I dengan NaOH 18 dan menghasilkan struktur kristal
baru, yaitu struktur kristal II. Perlakuan terhadap selulosa nanokristal nanocrystalline cellulose, NCC dengan struktur kristal I menggunakan NaOH
4 juga menghasilkan NCC dengan struktur kristal II. Struktur kristal selulosa dan NCC dari penelitian Li, dkk. 2003 ini dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Struktur selulosa III dan IV diturunkan dari selulosa I atau II, disebut dengan selulosa III
I
, IV
I
, dan III
II
dan IV
II
. Selulosa III diperoleh dari perlakuan selulosa I atau II dengan cairan amoniak dibawah -30
o
C dan rekristalisasi sampel dengan evaporasi amoniak Klemm, dkk., 1998a.
2.1.5 Biosintesis
Selulosa terdapat pada semua dinding sel tumbuhan. Tumbuhan darat seperti pohon hutan dan kapas menyintesis selulosa dari glukosa, yang dihasilkan
dalam sel tanaman dengan cara fotosintesis. Senyawa ini juga dijumpai dalam plankton bersel satu atau alga, juga pada jamur dan bakteri Zugenmaier, 2008.
Universitas Sumatera Utara
Hemiselulosa
α-glukosa-6-P Fruktokinase
Mannosa-6-P Fosfomannomutase
Mannosa-6-P-isomerase β-Fruktosa-6-P
Mannosa-1-P Glukosa-6-P-isomerase
Fosfoglukomutase α-glukosa-1-P
UTP-glukosa-1-P-uridiltransferase UDP-glukosa
Selulosa Fruktosa
Sukrosa Glukosa
Sukrosa-6-P Sukrosa fosfatase
Sukrosa sintase Selulosa sintase
α-glukosidase UDP glukosa dehidrogenase
UDP-glukoronat UDP-glukoronat-4-epimerase
UDP-galakturonat
Hemiselulosa, pekin
1,4-β-glukan β-Glukosa
Selulase β-Glukosidase
Glukosida Glukosa
Β-glukosidase Fenol Β-glukosiltransferase
Ada 3 tiga cara sintesis selulosa adalah sebagai berikut:
1.
Biosintesis dalam organisme hidup
2.
Sintesis enzimatik in vitro
3.
Sintesis kimia dengan polimerisasi dari monomer yang sesuai Klemm, dkk., 1998b.
Biosintesis selulosa merupakan proses yang sangat kompleks, tidak hanya pada pembentukan rantai β-1,4-glukan, tetapi juga pada penetapan susunan
supramolekuler dan serat dalam polimer padat yang terbentuk. Mekanisme pembentukan selulosa dianggap berbeda pada tumbuhan tinggi dan bakteri atau
alga. Biosintesis selulosa pada tumbuhan tinggi dapat dilihat pada Gambar 2.4. Proses biosintesis diawali dengan konversi β-fruktosa-6-P menjadi α-glukosa-6-
fosfat oleh enzim glukosa-6-fosfat isomerase, kemudian menjadi α-glukosa-1-P oleh enzim fosfoglukomutase. α-glukosa-1-P diubah menjadi UDP uridin
difosfatase-glukosa oleh UTP uridin trifosfatase-glukosa-1-fosfat uridil transferase. Dengan bantuan enzim selulosa sintase UDP-glukosa diubah menjadi
selulosa. Selain dari fruktosa, selulosa juga bisa dihasilkan dari sukrosa. Enzim sukrosa sintase akan mengubah sukrosa menjadi UDP-glukosa, selanjutnya
menjadi selulosa dengan bantuan selulosa sintase Brown dan Saxena, 2007.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4. Sintesis selulosa yang dipengaruhi oleh enzim pada Populus trimula
L Modifikasi dari Brown dan Saxena, 2007
Sintesis selulosa in vitrosecaraenzimatik diketahui ada 2 dua cara:
1.
Mereaksikan UDP-glukosa dengan selulosa sintase yang dimurnikan
2.
Kondensasi glukosa atau turunannya oleh selulase Klemm, dkk., 1998b
2.2 Selulosa Mikrokristal
