Selulosa Hemiselulosa Lignin KOMPONEN LIGNOSELULOSA

2.2. Lignoselulosa

Lignoselulosa adalah komponen organik di alam yang berlimpah dan terdiri dari tiga tipepolimer, yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin. Komponen ini merupakan sumber penting untuk menghasilkan produk bermanfaat seperti gula dari proses fermentasi, bahan kimia dan bahan bakar cair. Lignoselulosa dapat diperoleh dari bahan kayu, jerami, rumput- rumputan, limbah pertanianhutan, limbah industri kayu, kertas dan bahan berserat lainnya.Kandungan dari ketiga komponen lignoselulosa bervariasi tergantung dari jenis bahannya. Sebagai contoh, kandungan selulosa pada kayu berkisar antara 45 dari berat kering yang merupakan polimer rantai panjang polisakarida karbohidrat 1,4 ß – D-glukosa.

2.2.1 KOMPONEN LIGNOSELULOSA

2.2.1.1 Selulosa

Selulosa adalah salah satu komponen utama dari lignoselulosa yang terdiri dari unit monomer ß-D-glukosa yang terikat pada ikatan 1,4-glikosidik. Selulosa cenderung membentuk mikrofibril melalui ikatan inter dan intra molekuler sehingga memberikan struktur yang larut. Mikrofibril selulosa terdiri dari 2 tipe, yaitu kristalin dan amorf.

2.2.1.2 Hemiselulosa

Hemiselulosa adalah polimer heteropolisakarida yang merupakan multi enzim dengan komponen utama C5.Enzim-enzim yang termasuk komponen hemiselulosa antara lain xilanase, ß-manannase, ß-L-arabinofuranosidase, ß- D-glucuronidase, ß-xylosidase dan hemisellulolitik esterase Shallom andShoham, 2003.Hemisellulase banyak dihasilkan oleh kapang Aspergillus dan Trichoderma Gerhartz, 1990.Hemiselulosa terikatdengan polisakarida, protein dan lignin dan lebih mudah larut dibandingkan dengan selulosa. Di dalam kayu, kandungan hemiselulosa berkisar antara 25-30, tergantung dari jeniskayunya. Hemiselulosa memiliki keragaman dengan selulosa yaitu merupakan polimer dari unit-unit gula yang terikat dengan ikatan glikosidik, akan tetapi hemiselulosa berbeda dengan selulosa dilihat dari komponen unit gula yang membentuknya, panjang rantai molekul dan percabangannnya. Unit gula yang membentuk hemiselulosa dibagi menjadi beberapa kelompok, seperti pentosa, heksosa, asam heksuronat dan deoksiheksosa.Hemiselulosa merupakan suatu kesatuan yang membangun komposisi serat dan mempunyai peranan yang penting karena bersifat hidrofilik sehingga berfungsi sebagai perekat antar selulosa yang menunjang kekuatan fisik serat. Kehilangan hemiselulosa akan menyebabkan terjadinya lubang diantara fibril dan kurangnya ikatan antar serat.

2.2.1.3 Lignin

Lignin adalah bagian utama dari dinding sel tanaman yang merupakan polimer terbanyak setelah selulosa. Lignin yang merupakan polimer aromatik berasosiasi dengan polisakarida pada dinding sel sekunder tanaman dan terdapat sekitar 20-40 .Komponen lignin pada sel tanaman monomer guasil dan siringil berpengaruh terhadap pelepasan dan hidrolisis polisakarida. Fujita dan Harada 1991 menjelaskan selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang berada dalam kayu yang merupakan salah satu bahan lignoselulosa.Selulosa adalah senyawa kerangka yang menyusun 40-50 bagian kayu dalam bentuk selulosa mikrofibril, di mana hemiselulosa adalah senyawa matriks yang berada di antara mikrofibril-mikrofibril selulosa. Lignin, di lain pihak, adalah senyawa yang keras yang menyelimuti dan mengeraskan dindingsel. Peran ketiga komponen kimia ini dalam dinding sel dapat dianalogkan seperti bahan konstruksi yang terbuat darireinforced concrete, di mana selulosa, lignin, dan hemiselulosa berperan sebagai rangka besi, semen, dan bahan penguat yang memperbaiki ikatan di antara mereka . Kayu randu secara anatomi termasuk jenis kayu daun lebaryang mempunyai kandungan selulosa sebanyak 40-50, hemiselulosa 24-40, dan lignin 18-25. Tabel 2.1. Kandungan selulosa, hemiselulosa, dan lignin pada beberapa limbah pertanian dan hasil hutan. Sumber: Reshamwala et al. 1995, Cheung Anderson 1997, Boopathy 1998, Dewes dan Hunsche 1988 dalam Sun dan Cheng 2002; Pandey et al. 2000; Syawina et al. 2002. Kayu randu mengandung komponen utama karbohidrat selulosa dan hemiselulosa, lignin. Keberadaan lignin akan menurunkan proses adsorpsi. Hal ini karena keberadaan lignin akan menghalangi proses transfer ion. Larutan NaOH digunakan sebagai pelarut bertujuan untuk memisahkan selulosa dan lignin. Ion OH - dari NaOH akan memutuskan ikatan-ikatan dari struktur dasar lignin sehingga lignin akan mudah larut. Reaksi pemutusan ikatan lignin dari selulosa dapat pada gambar 2 Fengel dan Wegener, 1995 berikut: Jenis limbah Selulosa Hemiselulosa Lignin Batang kayu daun lebar 40-50 24-40 18-25 Batang kayu daun jarum 45-50 25-35 25-35 Daun 15-20 80-85 Tongkol jagung 45 35 15 Kulit kacang 25-30 25-30 30-40 Jerami gandum 30 50 15 Ampas tebu 50 25 25 Tendon kosong kelapa sawit 41,30-46,50 25,30-33,80 27,60-32,50 Gambar 2.2. Mekanisme pemutusan ikatan antara lignin dan selulosa menggunakan NaOH

2.3 Adsorpsi