Uji aktivitas antioksidan lignin dari tandan kosong kelapa sawit

UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN LIGNIN DARI TANDAN
KOSONG KELAPA SAWIT

VANNY PRATIWI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

ABSTRAK
VANNY PRATIWI. Uji Aktivitas Antioksidan Lignin dari Tandan Kosong
Kelapa Sawit. Dibimbing oleh GUSTINI SYAHBIRIN dan SUMINAR SETIATI
ACHMADI.
Peningkatan luas areal tanam kelapa sawit akan menyebabkan penambahan
jumlah produksi minyak kelapa sawit. Salah satu limbah padat industri kelapa
sawit adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang mengandung
lignoselulosa. Penelitian ini memanfaatkan kandungan lignin dalam TKKS
sebagai antioksidan. Delignifikasi lignin dari TKKS dilakukan dengan metode
pulping organosolv menggunakan etanol. Untuk mencirikan aktivitas antioksidan

lignin digunakan metode DPPH (1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) sebagai radikal
bebas, yang diukur sebagai IC50 (konsentrasi inhibisi 50%). Rendemen lignin
9,09%; kadar lignin 76,57%; dan spektrum FTIR yang khas menunujukkan
senyawa lignin. Penentuan kadar hidroksifenolik dan bobot molekul lignin juga
dilakukan untuk mengukur aktivitas antioksidan lignin. Hasil uji menunjukkan
lignin memiliki tipe struktur fenolik 2 dan 3 masing-masing (0,4%) dan bobot
molekul lignin adalah 4005 g/mol. Butil hidroksitoluena (BHT), antioksidan
kimia komersial, digunakan sebagai kontrol positif. IC50 lignin adalah 50,2 ppm,
sedangkan IC50 BHT adalah 1883 ppm. Hasil ini menunjukkan bahwa aktivitas
antioksidan lignin lebih tinggi dibandingkan dengan BHT.

ABSTRACT
VANNY PRATIWI. Antioxidant Activity Assay of Lignin From Empty Fruit
Bunch. Supervised by GUSTINI SYAHBIRIN and SUMINAR SETIATI
ACHMADI.
The increasing oil palm plantation will increase the amount of oil palm
production. One of the solid waste from oil palm industry is empty fruit bunch
(EFB) that contain lignocellulose. This research used lignin content in EFB as an
antioxidant. Lignin delignification from EFB was done by pulping organosolv
method using ethanol. Lignin antioxidant activity was characterized with DPPH

method (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) as free radical, measured as IC50
(inhibition concentration 50%). Lignin yield was 9,09%; lignin content 76,57%;
and fourier transform infrared (FTIR) spectrum indicated the lignin. Phenolic
hydroxyl and molecular weight lignin were also determine the lignin antioxidant
activity. This result pointed out that the lignin have phenolic structure of type 2
and 3 each 0,4% and the molecular weight is 4005 g/mol. Butylated
hydroxytoluene (BHT), a commercially chemical antioxidant, was used as a
positive control. The IC50 of lignin is 50,2 ppm, while IC50 that of BHT is 1883
ppm. This result shows that antioxidant activity of lignin is higher than that of
BHT.

UJI AKTIVITAS ANTIOKSIDAN LIGNIN DARI
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT

VANNY PRATIWI

Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009

Judul : Uji Aktivitas Antioksidan Lignin dari Tandan Kosong Kelapa
Sawit
Nama : Vanny Pratiwi
NIM : G44052723

Disetujui
Pembimbing I,

Dr. Gustini Syahbirin, MS
NIP 19600819 198903 2 001

Pembimbing II,

Prof. Dr. Ir. Suminar S. Achmadi
NIP 19480427 197412 2 001

Diketahui
Kepala Departemen Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor,

Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Bismillahirrahmaanirrahiim...
Alhamdulillah, puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala

berkah, rahmat, hidayah serta karunia yang diberikan kepada Penulis sehingga
dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Judul penelitian yang dilaksanakan sejak
bulan Mei hingga Agustus 2009 di Laboratorium Kimia Kayu, Departemen

Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB; Laboratorium Kimia Organik,
Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB; dan
Pusat Studi Biofarmaka adalah Uji Aktivitas Antioksidan Lignin dari Tandan
Kosong Kelapa Sawit.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Gustini Syahbirin, MS
dan Prof. Dr. Ir. Suminar S. Achmadi selaku pembimbing yang telah memberikan
bimbingan, arahan, dan waktu. Terima kasih yang tak terhingga kepada papa dan
mama tercinta, serta adik-adikku (Uci dan Kiki) atas nasihat, semangat, bantuan
materi, kesabaran, dan doa-doanya.
Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bobby Alfian yang
selalu memberi dukungan dan setia menemani hari-hari Penulis; kepada Mitha,
Dian, Malia, Aulia, Ozi, Diah, Bayu, Akbar, Indah, Inka, dan Irma yang telah
memberi dukungan dan masukan yang membangun; dan kepada rekan
seperjuangan Ratih, Trisna, serta Kimia 42. Penulis juga mengucapkan terima
kasih kepada Pak Sobur, Pak Suprihatin, Mas Wawan, Mbak Siti, Mbak Tuti atas
bantuan dan masukan selama melakukan penelitian, serta pada keluarga besar
Wisma Nabila (Evi, Firda, Aulia, dan Rima) atas dukungannya.
Akhir kata, semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.

Bogor, Desember 2009

Vanny Pratiwi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 1 Maret 1987 dari pasangan
Herry Agus Salim dan Titin Sriatin Pertiwi. Penulis merupakan putri pertama dari
tiga bersaudara.
Tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 90 Jakarta dan pada tahun
yang sama lulus seleksi masuk Insitut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama mengikuti perkuliahan, Penulis menjadi asisten praktikum Kimia
TPB pada tahun ajaran 2007/2008 dan alih tahun 2009/2010, Kimia Analitik I
untuk Mayor Kimia tahun ajaran 2008/2009, Kimia Analitik Layanan untuk
mahasiswa Biokimia tahun ajaran 2008/2009, serta Spektroskopi dan Aplikasi
Kemometrik untuk Mayor Kimia tahun ajaran 2008/2009. Penulis juga aktif
dalam kegiatan organisasi Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) pada tahun
2006/2007. Pada bulan Juli sampai dengan Agustus 2008, Penulis juga
berkesempatan menjalani Praktik Lapangan di Pusat Sarana Pengendalian
Dampak Lingkungan, Puspiptek Serpong.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL............................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... ix
PENDAHULUAN ..............................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA .....................................................................................
Tandan Kosong Kelapa Sawit.........................................................................
Lignin dan Delignifikasi .................................................................................
Antioksidan .....................................................................................................
BHT.................................................................................................................
Uji Aktivitas Antioksidan ...............................................................................

1
1
2
2

3
3

BAHAN DAN METODE ...................................................................................
Alat dan Bahan................................................................................................
Lingkup Penelitian .........................................................................................

4
4
4

HASIL DAN PEMBAHASAN...........................................................................
Delignifikasi....................................................................................................
Isolat Lignin ...................................................................................................
Ciri-ciri Lignin ................................................................................................
Aktivitas Antioksidan Lignin..........................................................................

5
5
6

6
8

SIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 10
Simpulan ......................................................................................................... 10
Saran ............................................................................................................... 10
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 10
LAMPIRAN........................................................................................................ 12

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Pencirian lindi hitam organosolv ..................................................................

6

2 Pencirian lignin dengan FTIR .......................................................................

8

DAFTAR GAMBAR

Halaman
1 Tandan kosong kelapa sawit .........................................................................

2

2 Senyawa induk lignin....................................................................................

2

3 Struktur BHT.................................................................................................

3

4 Reaksi penangkapan H dari antioksidan oleh DPPH ....................................

3

5 Reaksi pengasaman gugus fenolat pada lignin..............................................

6

6 Reaksi ionisasi gugus hidroksifenolik lignin ...............................................

7

7 Struktur fenolik lignin tipe 2 dan 3 ...............................................................

7

8 Spektrum FTIR lignin aldrich dan organosolv TKKS ..................................

8

9 Stabilisasi radikal fenoksil oleh substitusi orto-metoksi...............................

9

10 Stabilisasi radikal fenoksil oleh konjugasi ikatan ganda dua........................

9

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Diagram alir penelitian.................................................................................. 13
2 Pencirian lindi hitam ..................................................................................... 16
3 Tipe struktur fenolik lignin ........................................................................... 17
4 Data pencirian lindi hitam organosolv ......................................................... 18
5 Data ciri-ciri lignin........................................................................................ 19
6 Penentuan panjang gelombang maksimum DPPH........................................ 24
7 Uji antioksidan lignin.................................................................................... 25
8 Uji antioksidan BHT ..................................................................................... 27

PENDAHULUAN
Pada tahun 2008, luas areal kelapa sawit
mencapai 6,6 juta ha dengan produksi kelapa
sawit sekitar 17,3 juta ton (Ditjen Perkebunan
2008). Peningkatan luas areal tersebut akan
menyebabkan penambahan jumlah produksi
minyak
kelapa
sawit.
Hal
tersebut
berimplikasi pada limbah yang dihasilkan
industri minyak kelapa sawit. Salah satu jenis
limbah padat dari industri ini adalah tandan
kosong kelapa sawit (TKKS) yang
mengandung lignoselulosa. Pemanfaatan
TKKS yang umum dilakukan saat ini
diantaranya adalah penggunaan TKKS
sebagai mulsa di kebun kelapa sawit dan
dibakar untuk dijadikan pupuk. Namun, biaya
transportasi yang dikeluarkan per unit nutrisi
untuk mulsa cukup tinggi serta dapat
menimbulkan
ledakan
populasi
hama
kumbang yang dapat mematikan tanaman
kelapa sawit. Selain itu, usaha pembakaran
dilarang oleh pemerintah karena dapat
menyebabkan pencemaran udara (Siswanto
2006). Salah satu arah pengembangan TKKS
adalah pemanfaatan lignin.
Penggunaan lignin pada saat sekarang
semakin meningkat kepentingannya. Lignin
merupakan komponen makromolekul kayu
ketiga yang berikatan secara kovalen dengan
selulosa dan hemiselulosa. Lignin dapat
dimanfaatkan secara komersial sebagai bahan
pengikat, perekat, pengisi, surfaktan, makanan
ternak, dispersan, dan antioksidan. Lignin
merupakan senyawa polimer fenolik alami.
Gugus
hidroksilfenolik
tersebut
memungkinkan lignin dapat bertindak sebagai
antioksidan (Gregorova et al. 2007). Beberapa
penelitian telah dilakukan untuk mengetahui
aktivitas penangkapan radikal oleh lignin.
Barclay et al. (1997) mencirikan aktivitas
penangkapan radikal dari beberapa lignin
yang
dihubungkan
dengan
struktur
monomernya terhadap radikal bebas DPPH
(1,1-difenil-2-pikrilhidrazil). Dizhbite et al.
(2004) mencirikan aktivitas penangkapan
radikal lignin sebagai antioksidan alami. Pan
et al. (2006) menguji aktivitas antioksidan
lignin organosolv etanol dari poplar hibrid
sebagai penangkap radikal. Selain itu,
Vinardell et al. (2008) menguji aktivitas
antioksidan lignin dalam menghambat
hemolisis dari berbagai sumber (bagas,
lignosulfonat, steam explosion, dan curan 100)
pada sel darah manusia serta uji iritasi pada
kulit dan mata kelinci.
Secara umum, efek antioksidan lignin
bergantung pada aksi penangkapan dari

struktur fenolik lignin. Untuk mencirikan
aktivitas antioksidan dari komponen fenolik
alami digunakan DPPH sebagai radikal bebas.
Metode ini memberikan berbagai keuntungan,
yaitu antara lain sederhana, mudah, cepat,
peka serta hanya menggunakan sedikit contoh
(Apak et al. 2007). Senyawa antioksidan
dalam bentuk tereduksi akan bereaksi dengan
radikal bebas menjadi bentuk teroksidasinya
yang stabil dan memiliki warna yang berbeda
dengan bentuk tereduksinya. Perubahan warna
tersebut
dapat
dideteksi
dengan
spektrofotometer pada panjang gelombang
yang sesuai. Warna ungu pada radikal bebas
DPPH dapat diamati dengan spektrofotometer
UV-Vis pada panjang gelombang 515 nm.
Berkurangnya intensitas warna ungu pada
DPPH setara dengan kemampuan lignin dalam
menangkap radikal bebas DPPH.
Tujuan penelitian ini adalah menguji
aktivitas antioksidan lignin dari TKKS
menggunakan metode DPPH. Pengujian ini
didasarkan pada kandungan hidroksilfenolik
lignin yang memugkinkan lignin memilki
aktivitas antioksidan. Hal ini dapat berguna
sebagai upaya memperluas pemanfaatan
limbah padat industri kelapa sawit dan
ligninnya.

TINJAUAN PUSTAKA
Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Tanaman kelapa sawit berbuah setelah
berumur 2,5 tahun dan buahnya masak 5,5
bulan setelah penyerbukan. Suatu tandan
dapat dipanen apabila sedikitnya terdapat 5
buah inti sawit yang jatuh dari tandan dan
bobot rata-rata tandan sudah mencapai 3 kg.
Jumlah buah per tandan mencapai 1600 buah.
Pada tanaman normal, tandan yang dihasilkan
sekitar 20 sampai dengan 22 tandan per tahun
sedangkan tanaman yang tua menghasilkan 12
sampai dengan 14 tandan per tahun. Berat
setiap tandan tersebut mencapai 25 sampai
dengan 35 kg (Defrizal 2009).
TKKS (Gambar 1) dapat ditemukan di
sekitar pabrik minyak kelapa sawit yang
merupakan limbah berlignoselulosa dan
pemanfaatannya belum optimum. Pada
umumnya, TKKS hanya disebar di sekitar
pohon kelapa sawit atau dibakar dalam
insinerator
yang
dapat
menyebabkan
pencemaran udara. TKKS terdiri atas tiga
komponen
utama,
yaitu
selulosa,
hemiselulosa, dan lignin. Berbagai teknologi
telah dikembangkan untuk pemanfaatan
TKKS, yaitu antara lain produksi kompos,
makanan ternak, media jamur konsumsi,

2

pembuatan pulp dan kertas, serta produksi
etanol (Siswanto 2006).

konsentrasi sodium bisulfit (NaHSO3) pada
proses pembuatan sodium lignosulfonat
berbasis tandan kosong kelapa sawit. Ismiyati
(2009) melakukan perancangan proses
sulfonasi lignin isolat tandan kosong kelapa
sawit menjadi surfaktan natrium lignosulfonat
(NLS).
OH

Gambar 1 Tandan kosong kelapa sawit.
Lignin dan Delignifikasi
Lignin merupakan polimer dari unit-unit
fenilpropana. Polimer lignin tidak linear tetapi
cenderung bercabang dan membentuk struktur
tiga dimensi. Sekitar dua pertiga bagian unit
fenilpropana dalam lignin dihubungkan oleh
ikatan eter (C-O-C), sedangkan sisanya
dihubungkan oleh ikatan karbon (C-C)
(Achmadi 1990). Secara fisik, lignin berwujud
amorf dan berwarna cokelat. Lignin tidak larut
dalam air, larutan asam dan larutan
hidrokarbon. Lignin merupakan komponen
makromolekul kayu yang ketiga. Struktur
molekul lignin sangat berbeda bila
dibandingkan dengan polisakarida karena
terdiri atas sistem aromatik yang tersusun atas
unit-unit
fenilpropana.
Lignin
dapat
meningkatkan sifat-sifat kekuatan mekanik
sehingga tumbuhan tetap kokoh berdiri.
Menurut Fengel & Wegener (1995), senyawa
induk (prekursor) primer atau unit pembentuk
lignin adalah p-kumaril alkohol, koniferil
alkohol dan sinapil alkohol (Gambar 2).
Menurut Achmadi (1990), lignin dapat
dibagi menjadi beberapa kelas menurut unsur
strukturnya, yaitu lignin guaiasil dan guaiasilsiringil. Lignin guaiasil terdapat pada kayu
jarum dengan prekursor koniferil alkohol,
sedangkan lignin guaiasil-siringil terdapat
pada kayu berdaun lebar dengan prekursor
koniferil alkohol dan sinapil alkohol. Menurut
Lin & Dence (1992), lignin memiliki 6 tipe
struktur fenolik, yaitu struktur dengan sisi
cincin jenuh, struktur ikatan ganda dua
terkonjugasi, struktur α-karbonil, p,p-stilbena,
o,p-stilbena, dan struktur bifenil yang
tercantum pada Lampiran 3. Beberapa
penelitian telah dilakukan untuk menambah
manfaat lignin dari tandan kosong kelapa
sawit. Heradewi (2007) melakukan isolasi
lignin dari lindi hitam proses pemasakan
organosolv serat tandan kosong kelapa sawit.
Anwar (2008) melakukan optimasi suhu dan

OH

OH

OH

OCH3 H3CO

OCH3

OH

OH

(a)
(b)
(c)
Gambar 2 Senyawa (a) p-kumaril alkohol, (b)
koniferil alkohol, (c) sinapil
alkohol (Fengel & Wegener 1995).
Proses
delignifikasi
adalah
proses
pelarutan lignin (pulping). Pulping secara
organosolv adalah proses delignifikasi
menggunakan pelarut organik sebagai media
reaksi seperti metanol (organocell), etanol
(alcell), aseton, asam asetat (acetocell), dan
lain-lain.
Proses
organosolv
tersebut
didasarkan
pada
perbedaan
kelarutan
komponen kimia bahan baku pulp dimana
lignin larut dalam pelarut organik sedangkan
karbohidrat dengan bobot molekul rendah
larut dalam air dan selulosa tidak larut dalam
kedua pelarut tersebut (Bahar 1983).
Delignifikasi
pada
proses
organosolv
disebabkan oleh terputusnya ikatan eter, yaitu
α-aril eter (α-O-4) dan β-aril eter (β-O-4)
(McDonough 1992). Proses alcell dapat
mengganti semua polusi sulfit sehingga lebih
ramah terhadap lingkungan. Biaya proses
alcell dibandingkan dengan biaya pulping
kimia lain juga dinilai lebih ekonomis.
Antioksidan
Antioksidan
didefinisikan
sebagai
senyawa yang dalam konsentrasi rendah
dibandingkan dengan substrat yang dapat
teroksidasi sehingga secara signifikan
menghambat dan mencegah oksidasi substrat.
Antioksidan dalam tubuh bermanfaat untuk
mencegah reaksi oksidasi yang ditimbulkan
oleh radikal bebas baik berasal dari
metabolisme tubuh maupun faktor eksternal
lainnya. Berdasarkan asalnya, antioksidan
terdiri atas antioksigen yang berasal dari
dalam tubuh (endogen) dan dari luar tubuh
(eksogen). Adakalnya sistem antioksidan

3

endogen tidak cukup mampu mengatasi stres
oksidatif yang berlebihan. Stres oksidatif
merupakan
keadaan
saat
mekanisme
antioksidan tidak cukup untuk memecah
spesies oksigen reaktif (ROS). Oleh karena
itu, diperlukan antioksidan dari luar (eksogen)
untuk mengatasinya (Percival 1998).
Komponen kimia yang berperan sebagai
antioksidan dan aktivitas biologis lainnya
adalah golongan polifenol. Senyawa polifenol
mengandung cincin aromatik dengan satu atau
lebih tersubstitusi oleh gugus –OH (Apak et
al. 2007). Lignin merupakan polimer fenolik
alami yang ditemukan pada dinding sel
tumbuhan.
Beberapa
penelitian
telah
dilakukan untuk mempelajari aktivitas
antioksidan dari lignin. Barclay et al. (1997)
melaporkan bahwa substitusi orto-metoksi
dapat meningkatkan efisiensi penangkapan
radikal dari lignin. Dizhbite et al. (2004)
melaporkan bahwa aktivitas penangkapan
radikal tidak hanya bergantung pada jumlah
atom hidrogen tetapi juga stabilitas dari
radikal yang dibentuk. Selain itu, bobot
molekul
lignin
yang
rendah
dapat
meningkatkan aktivitas antioksidan lignin.
Pan et al. (2006) melaporkan bahwa
kemampuan penangkapan radikal dari
komponen fenolik lignin tidak hanya
bergantung
pada
kemampuan
dalam
pembentukan radikal fenoksil tetapi juga pada
stabilitas radikal fenoksil. Adanya substituen
dapat menstabilkan radikal fenoksil sehingga
akivitas
antioksidan
lignin
semakin
meningkat. Vinardell et al. (2008) juga
melaporkan bahwa pada konsentrasi 0,1
sampai 0,5 gram, penggunaan lignin tidak
menunjukkan iritasi pada mata dan kulit
kelinci. Namun, diperlukan penelitian lebih
lanjut untuk mengetahui formulasinya.
BHT
Butil hidroksitoluena (BHT) merupakan
antioksidan yang biasa ditambahkan pada
tingkat 0,01% sampai 0,02% dari kandungan

lemak pada produk makanan (Choe & Yang
1983). BHT (Gambar 3) mencegah ketengikan
pada makanan yang mengandung lemak yang
disebabkan oleh degradasi oksidatif lemak.
Oksidasi tidak hanya menghasilkan perubahan
rasa yang tidak diinginkan tetapi juga
menghancurkan lemak yang larut vitamin dan
asam lemak esensial serta menyebabkan
produk yang beracun. BHT biasa digunakan
untuk mentega, makanan sereal, dan makanan
hewan.
CH3

OH

Gambar 3 Struktur BHT.
Uji Aktivitas Antioksidan
Salah satu metode yang digunakan untuk
pengujian aktivitas antioksidan adalah metode
DPPH. Metode DPPH didasarkan pada
kemampuan antioksidan untuk menghambat
radikal bebas dengan mendonorkan atom
hidrogen (Apak et al. 2007). Prinsip pengujian
antioksidan ekstrak tanaman dengan DPPH
(1,1-difenil-2-pikrilhidrazil) adalah reaksi
penangkapan hidrogen dari antioksidan oleh
radikal bebas DPPH dan diubah menjadi 1,1difenil-2-pikrilhidrazin
(Gambar
4).
Pengukuran
aktivitas
antioksidan
menggunakan radikal DPPH merupakan
metode yang cepat, mudah, dan murah. Pada
keadaan radikal, DPPH akan memberikan
serapan maksimum pada panjang gelombang
515 nm yang berwarna ungu tetapi setelah
tereduksi
oleh
senyawa
antioksidan
serapannya akan menghilang. Warna ungu
tersebut akan berubah menjadi kuning ketika
elektron bebas radikal DPPH menjadi
berpasangan dengan hidrogen, yaitu DPPH-H
(Brand et al. 1995).

N

N

C(CH3)

(H3C)C

N

.

O 2N

NH
NO2

NO2

+

RH

O 2N

NO2

+

R

NO 2

Gambar 4 Reaksi penangkapan H dari antioksidan oleh DPPH.

.

BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Peralatan
yang
digunakan
adalah
spektrofotometer UV-VIS Hitachi U-2800 dan
spektrofotometer FTIR Bruker dengan tipe
tensor 37.
Bahan-bahan yang digunakan antara lain
tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dari PTP
Nusantara VIII cabang kebun Sasungka,
Jasinga Jawa Barat dan DPPH (1,1-difenil-2pikrilhidrazil).
Lingkup Penelitian
Persiapan Bahan (Sun et al. 1999)
TKKS mula-mula dibersihkan dari kulit
buah sawit kemudian diuraikan menjadi
bentuk serat dan dikeringkan di udara terbuka
(sinar matahari) selama satu minggu. Serat
TKKS tersebut kemudian dipotong dengan
ukuran ± 30 mm.
Delignifikasi
Delignifikasi
dilakukan
berdasarkan
metode terbaik hasil penelitian Heradewi
(2007) yang mengacu pada metode Sun et al.
(1999). Sebanyak 250 gram serat kering
TKKS dimasak di dalam digester untuk
memperoleh lindi hitam TKKS. Pemasakan
dilakukan dengan dua tahap, yaitu pemasakan
dari suhu kamar sampai suhu maksimum
(waktu reaksi) dan pemasakan yang
dipertahankan pada suhu maksimum (waktu
pada suhu maksimum). Kondisi delignifikasi
dilakukan dengan komposisi larutan pemasak
1:1 (etanol teknis 95%:air) dan komposisi
larutan pemasak terhadap serat kering TKKS
10:1 (v/b). Komposisi NaOH yang digunakan
adalah 10% terhadap serat kering TKKS
dengan suhu maksimum sebesar 170°C, dan
waktu reaksi selama 1,5 jam serta waktu pada
suhu maksimum selama 1 jam.
Hasil delignifikasi terdiri atas dua bagian,
yaitu lindi hitam dan serpihan (pulp) yang
agak lunak. Serpihan yang dihasilkan tersebut
dicuci dengan aseton teknis 95% kemudian
dengan air. Sisa cairan yang diperoleh
ditambahkan pada lindi hitam. Setelah itu,
lindi hitam disaring dengan kain nilon 20 m
untuk memisahkan bahan terlarut dalam lindi
hitam (filtrat) dan tidak larut (endapan).
Pencirian lindi hitam meliputi warna, bau, pH,
kadar air, dan kadar padatan total yang
tercantum pada Lampiran 2.

Isolasi Lignin
Isolasi lignin dilakukan berdasarkan
metode terbaik hasil penelitian Heradewi
(2007) yang mengacu pada metode yang
dikembangkan Kim et al. (1987). Sebanyak
500 ml lindi hitam yang telah disaring (filtrat)
dititrasi dengan H2SO4 20% untuk diendapkan
ligninnya. Titrasi dilakukan sampai pH 2
kemudian didiamkan selam 8 jam. Endapan
lignin
dipisahkan
dari
lindi
hitam
menggunakan sentrifuse dengan kecepatan
12000 rpm selama 20 menit. Setelah itu,
endapan lignin dilarutkan dalam NaOH 1 N
lalu diendapkan lagi dengan H2SO4 20%
(seperti tahap pertama). Endapan yang
diperoleh kemudian dicuci kembali dengan
H2SO4 0,01 N lalu dengan air suling dan
disaring menggunakan penyaring vakum.
Endapan yang telah dicuci tersebut
dikeringkan dalam oven selama 24 jam pada
suhu 50°C sehingga diperoleh tepung lignin.
Pencirian Lignin
Rendemen. Rendemen lignin dihitung
berdasarkan rasio bobot lignin kering terhadap
bobot serpih TKKS yang digunakan.
Rendemen dinyatakan dalam persen bobot per
bobot serat TKKS (% b/b).
Kadar Lignin (TAPPI T 222 05-74).
Sebanyak 1 gram lignin hasil isolasi (A)
dimasukkan ke dalam gelas piala 100 ml dan
ditambahkan 15 ml H2SO4 72% pada suhu 10dilakukan
15°C.
Penambahan
H2SO4
perlahan-lahan di dalam bak perendaman
sambil diaduk dengan pengaduk kaca selama
2–3 menit kemudian gelas piala ditutup
dengan kaca arloji dan dibiarkan pada suhu
20°C (dalam bak perendaman) selama 2 jam
dengan sesekali diaduk.
Contoh dari gelas piala dipindahkan ke
dalam Erlenmeyer berukuran 1000 ml yang
berisi 300 ml air dan diencerkan sampai
volumenya 575 ml. Larutan kemudian
dipanaskan sampai mendidih dan dibiarkan
selama 4 jam dengan api kecil. Volume dijaga
tetap dengan menggunakan pendingin tegak
kemudian endapan lignin yang terbentuk
dibiarkan mengendap sempurna. Larutan
dienaptuangkan dan endapan dipindahkan ke
kertas saring yang telah diketahui bobotnya.
Endapan lignin dicuci dengan air panas
sampai bebas asam (diuji dengan indikator
universal) kemudian dikeringkan dalam oven
pada suhu 105°C dan ditimbang sampai
bobotnya konstan (B). Kadar lignin ditentukan
dengan persamaan berikut:

Kadar lignin =

B
× 100%
A

Penentuan
kadar
hidroksilfenolik
(Goldschmid 1957). Sebanyak 0,1 gram
lignin dilarutkan dalam bufer pH 12 dan
diencerkan sebagai larutan stok. Larutan alkali
lignin dengan konsentrasi 0,15 g/l diperoleh
dengan mengambil 7,5 ml larutan stok
kemudian diencerkan sampai 50 ml dengan
larutan bufer pH 12. Larutan netral lignin
dengan konsentrasi yang sama diperoleh
dengan mengambil 7,5 ml larutan stok
kemudian ditambahkan 7,5 ml H2SO4 0,1 N
dan diencerkan dengan larutan bufer pH 6
sampai 50 ml. Perbedaan absorbans kedua
larutan diukur pada panjang gelombang 280
sampai dengan 400 nm dengan larutan netral
sebagai blanko. Kadar hidroksifenolik
ditentukan dengan persamaan berikut:
17
Kadar hidroksilfenolik = ∆a max ×
×100%
4100
Keterangan:
∆amax = Absorptivitas maksimum
17
= Bobot molekul OH
4100
= Absorptivitas molar lignin
Penentuan bobot molekul lignin (Beckman
dalam Santoso 1995). Perhitungan bobot
molekul lignin dilakukan melalui perhitungan
bobot ekuivalen, yaitu sebanyak 0,5 gram
lignin dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 250
ml dan dibasahi dengan 5 ml etanol.
Campuran tersebut dibubuhi dengan 1 gram
NaCl kemudian ditambahkan 100 ml air
suling. Larutan tersebut kemudian dititrasi
dengan NaOH 0,1 N sampai pH 7,5. Bobot
ekuivalen lignin ditentukan dengan persamaan
berikut:
1000 × gram contoh
BE =
ml NaOH × N NaOH
Pencirian lignin menggunakan FTIR (Nada
et al. 2002). Sebanyak 1 mg tepung lignin
dicampur dengan 150 mg KBr lalu dibuat
menjadi pelet, kemudian dianalisis dengan
FTIR.
Aktivitas Antioksidan Lignin (Pan et al.
2006)
Larutan lignin dibuat dengan konsentrasi
25; 50; 100; 150; 200 mg/l yang dilarutkan
dalam 90% dioksana. Pelarutan lignin
dilakukan sedikit demi sedikit. Sebanyak 1,12
ml larutan lignin dicampurkan dengan 4,13

ml larutan DPPH 6 × 10-5 M pada suhu 25°C
selama 16 menit. BHT digunakan sebagai
kontrol positif. Konsentrasi radikal DPPH
pada 0 dan 16 menit diukur pada panjang
gelombang 515 nm.

A (0) - A (16)
× 100%
A (0)
Persentasi inhibisi diplot sebagai fungsi
konsentrasi lignin. Dari grafik tersebut
ditentukan konsentrasi lignin yang dibutuhkan
untuk mencapai 50% IP yang diukur sebagai
IC50. Diagram alir penelitian tercantum pada
Lampiran 1.
IP (%) =

HASIL DAN PEMBAHASAN
Delignifikasi
Perlakuan fisik TKKS dengan cara
pemotongan dilakukan untuk memperluas
permukaan bahan sehingga penetrasi larutan
pemasak ke dalam serat lebih cepat. Selain
itu, pengeringan dilakukan untuk menguapkan
air dalam serat sehingga dapat mempercepat
penetrasi larutan pemasak. Pada penelitian ini,
delignifikasi dilakukan dengan proses
organosolv. Proses delignifikasi atau pulping
merupakan proses pelarutan lignin. Proses
tersebut dilakukan untuk memisahkan lignin
dengan selulosa. Pemilihan proses ini
didasarkan pada faktor lingkungan, biaya, dan
daur ulang larutan pemasak. Proses
organosolv lebih aman terhadap lingkungan
karena tidak mengandung sulfur. Selain itu,
proses organosolv lebih mudah dilakukan dan
daur ulang larutan pemasak menghasilkan
lignin sebagai bahan padat dan karbohidrat
sebagai bahan gula sehingga proses ini dinilai
lebih ekonomis. Pelarut organik yang
digunakan pada proses organosolv tersebut
adalah etanol atau yang disebut proses alcell.
Pemilihan pelarut tersebut didasarkan pada
formulasi larutan pemasak yang tidak
mengandung sulfur sehingga dapat mereduksi
semua limbah sulfur akibat proses pulping
konvensional. Selain itu, proses alcell juga
dapat digunakan untuk suhu tinggi sehingga
degradasi lignin-karbohidrat lebih sempurna
(Schroeter 1991).
Delignifikasi dilakukan secara dua tahap,
yaitu tahap pemasakan dari suhu kamar
sampai suhu maksimum (waktu reaksi) dan
pemasakan yang dipertahankan pada suhu
maksimum. Hal ini dilakukan agar pemutusan
ikatan lignin-karbohidrat lebih sempurna
sehingga lignin larut dalam larutan pemasak
dan dapat mengurangi terjadinya proses

6

kondensasi serta polimerisasi kembali yang
menyebabkan lignin tidak larut dalam larutan
pemasak. Selama pemasakan terjadi reaksi
cepat, yaitu terjadinya pemutusan ikatan
lignin karbohidrat sehingga lignin yang lepas
larut dalam larutan pemasak. Selain itu, juga
terjadi reaksi lambat, yaitu reaksi kondensasi
dan polimerisasi kembali yang menyebabkan
lignin tidak larut dalam larutan pemasak
(Bahar 1983). Pada proses delignifikasi ini
digunakan katalis basa, yaitu NaOH.
Penggunaan NaOH menyebabkan tingginya
konsentrasi ion hidroksil dalam larutan
pemasak yang dapat mempercepat pemutusan
ikatan intramolekul lignin saat ekstraksi
sehingga mempercepat proses delignifikasi
(Rostika et al. 1995). Hasil delignifikasi
terdiri atas dua bagian, yaitu lindi hitam dan
serpihan (pulp) agak lunak. Serpihan yang
diperoleh tersebut dicuci dengan aseton dan
air. Fungsi pencucian tersebut adalah untuk
melarutkan lignin yang masih menempel pada
serat kayu. Pencirian lindi hitam yang
diperoleh (Tabel 1).

ini 2,44%. Padatan total dalam lindi hitam
menunjukkan banyaknya kandungan senyawa
organik dan anorganik yang terlarut dalam
lindi hitam. Senyawa organik dan anorganik
tersebut antara lain berupa zat ekstraktif,
hemiselulosa, lignin yang terdegradasi, dan
selulosa dengan bobot molekul rendah (Fengel
& Wegener 1995). Data pencirian lindi hitam
organosolv tercantum pada Lampiran 4.
Isolat Lignin
Lignin diisolasi dari lindi hitam dengan
cara mengendapkan pada pH 2 menggunakan
H2SO4 20%. Pada pH 2, gugus fenolat
menerima ion hidrogen secara maksimal
menjadi fenol (Gambar 5).
CH2OH
HC

R

HC

OH

Tabel 1 Pencirian lindi hitam organosolv.
Pencirian

Pengamatan

Warna

Hitam kecoklatan

Bau

Bau etanol

pH

11,03

Kadar air (%)

97,56

Padatan total (%)

2,44

Lindi hitam dicirikan untuk mengetahui
ciri bahan secara fisik dan kimia dari lindi
hitam yang diperoleh. Warna lindi hitam
diperoleh secara visual, yaitu hitam
kecokelatan. Hal ini disebabkan oleh bahan
organik dan anorganik yang larut ataupun
yang tersuspensi dalam larutan setelah
pemasakan bahan baku. Lindi hitam yang
diperoleh pada penelitian ini berbau etanol.
Selain itu, adanya degradasi asam lemak
menjadi asam-asam lemak berantai pendek
seperti asam butirat, senyawa hasil degradasi
karbohidrat, dan terbentuknya asam format
serta asam asetat dapat menyebabkan bau
tidak sedap pada lindi hitam (Brongers &
Mierzwa 2005).
Derajat keasaman (pH) lindi hitam yang
diperoleh adalah 11,03. Lindi hitam
cenderung bersifat basa kuat karena
penggunaan soda (NaOH) sebagai katalis
dalam larutan pemasak pada penelitian ini.
Padatan total yang diperoleh pada penelitian

CH2OH

H+

HC

R

HC

OH

OCH3
-

O

OCH3
OH

Gambar 5 Reaksi pengasaman gugus fenolat
pada lignin.
Hal tersebut menyebabkan kelarutan lignin
dalam air berkurang sehingga lignin dapat
dipisahkan dari senyawaan yang larut dalam
air. Pengendapan dilakukan menggunakan
H2SO4 20% yang didasarkan pada penelitian
Heradewi (2007). Pada kondisi tersebut
diperoleh rendemen terbesar. Rendemen isolat
lignin yang diperoleh pada konsentrasi
dibawah 20% mengalami penurunan yang
mungkin disebabkan belum maksimumnya
reaksi kondensasi sedangkan pada konsentrasi
diatas 20% juga terjadi penurunan rendemen
yang disebabkan oleh lokalisasi pengasaman.
Endapan lignin dilarutkan dalam NaOH 1 N
untuk menghilangkan asam organik yang
tidak larut bersama lignin ketika pH dinaikkan
sehingga kemurnian lignin meningkat.
Pengendapan
dan
pelarutan
berulang
menghasilkan ion natrium pada lignin yang
dihasilkan. Pengotor ini dapat diminimumkan
dengan pencucian menggunakan H2SO4.
Ciri-ciri Lignin
Rendemen. Rendemen lignin yang diperoleh
pada penelitian ini adalah 9,09%. Hasil ini
lebih rendah dibandingkan dengan hasil

7

penelitian Heradewi (2007), yaitu 19,95%.
Hal tersebut dapat disebabkan oleh masih
banyaknya zat ekstraktif sehingga terjadi
proses kondensasi dan polimerisasi kembali
(Sjostrom
1995).
Kondendsasi
dan
repolimerisasi tersebut menyebabkan lignin
tidak larut dalam larutan pemasak dan
menempel kembali pada permukaan serat
sehingga kandungan lignin dalam lindi hitam
lebih sedikit.
Kadar Lignin. Metode Klason digunakan
untuk menentukan kadar lignin. Ikatan eter
antarlignin dan selulosa yang terdapat pada
lignin dihidrolisis dengan H2SO4 72%.
Selulosa larut dalam H2SO4 72%, sedangkan
lignin tidak larut. Kadar lignin yang diperoleh
pada penelitian ini adalah 76,57%. Hasil ini
lebih rendah dibandingkan hasil penelitian
Heradewi (2007) yang memperoleh kadar
lignin 88,39%. Hal ini dapat disebabkan
pencucian isolat lignin yang lebih banyak
dibandingkan
dengan
yang
dilakukan
Heradewi (2007).
Kadar Hidroksilfenolik. Ionisasi gugus
hidroksifenolik pada lignin menghasilkan
perubahan batokromik dan hiperkromik dari
spektrum absorpsi (Gambar 6). Perubahan
spektrum tersebut dapat digunakan untuk
mengukur
tipe
dan
frekuensi
unit
hidroksifenolik pada lignin.
Lignin

Lignin
OHOCH3

H3CO
OH

Gambar 6

+ H2O
OCH3

H3CO
O-

Reaksi ionisasi gugus hidroksifenolik lignin.

Berdasarkan penelitian, diperoleh kadar
hidroksilfenolik lignin organosolv dari TKKS
untuk tipe struktur 2 dan 3 (Gambar 7)
masing-masing sebesar 0,4%. Hasil tersebut
lebih
kecil
dibandingkan
kadar
hidroksilfenolik Ardiansyah (2008) untuk
lignin kraft eukaliptus dengan tipe struktur 1
dan 3, berturut-turut sebesar 2,73% dan
2,50%. Hal ini mungkin disebabkan jumlah
gugus kromofor pada lignin organosolv TKKS
lebih sedikit dibandingkan lignin kraft
eukaliptus. Perbedaan jumlah kromofor
tersebut kemungkinan disebabkan oleh
perbedaan asal sampel.

CH2OH

CH2OH

CH

CH

C

O
O
H3CO

CH3

OCH3

OCH3

OH

OH

(a)

(b)

Gambar 7 Struktur fenolik lignin tipe 2 (a)
dan tipe 3 (b).
Bobot Molekul Lignin. Lignin merupakan
polimer kompleks yang memiliki distribusi
bobot molekul. Beckman dalam Santoso
(1995)
mengemukakan
bahwa
lignin
merupakan senyawa kimia bivalen sehingga
bobot molekul lignin adalah dua kali bobot
eukivalennya. Berdasarkan hasil penelitian,
diperoleh bobot molekul lignin organosolv
sebesar 4005 g/mol. Hasil tersebut tidak
berbeda secara signifikan dengan bobot
molekul TKKS pada penelitian Heradewi
(2007), yaitu sebesar 3943 g/mol. Rerata
bobot molekul lignin tidak seragam yang
disebabkan
oleh
beragamnya
proses
pembuatan pulp, proses isolasi lignin,
degradasi makromolekul selama isolasi, dan
efek kondensasi terutama pada kondisi asam.
Selain itu, ketidakseragaman bobot molekul
lignin juga disebabkan oleh degradasi acak
lignin pada dinding sel secara kimia selama
isolasi sehingga menghasilkan fragmenfragmen dengan ukuran yang berbeda yang
dapat larut tetapi komposisi kimianya agak
seragam (Fengel & Wegener 1995).
Spektrum FTIR Lignin. Analisis spektrum
inframerah dilakukan untuk menentukan sifatsifat khas senyawa yang strukturnya sudah
diketahui pasti. Spektrum FTIR lignin
organosolv yang dibandingkan dengan model
lignin Aldrich memperlihatkan beberapa pita
serapan khas lignin (Gambar 8). Pita serapan
pada bilangan gelombang 3409,74 cm-1 pada
lignin organosolv TKKS dan 3409,74 cm-1
pada lignin Aldrich menunjukkan uluran O-H.
Pita serapan pada bilangan gelombang
2919,26 cm-1 pada lignin organosolv TKKS
dan 2933,34 cm-1 pada lignin Aldrich
menunjukkan uluran C-H dari gugus metil.
Dua pita serapan pada bilangan gelombang
1605,54 cm-1 dan 1507,85 cm-1 pada lignin
organosolv TKKS serta 1596,20 cm-1 dan
1508,29
cm-1
pada
lignin
Aldrich
menunjukkan ciri vibrasi cincin aromatik. Pita

88

serapan pada bilangan gelombang 1463,82
cm-1 pada lignin organosolv TKKS dan
1464,39
cm-1
pada
lignin
Aldrich
menunjukkan deformasi C-H asimetri. Pita
serapan lignin yang paling khas terdapat pada
sekitar 1510 cm-1 dan 1600 cm-1 yang
menunjukkan vibrasi cincin aromatik serta
antara 1470 cm-1 dan 1460 cm-1 menunjukkan
deformasi C-H (Fengel & Wegener 1995).
Pita serapan pada bilangan gelombang
1218,25 cm-1 pada lignin organosolv TKKS
dan 1220,21 cm-1 pada lignin Aldrich
menunjukkan vibrasi cincin guaiasil. Bilangan
gelombang pada 1330 cm-1 sampai dengan
1320 cm-1 pada lignin organosolv TKKS dan
Aldrich yang menunjukkan vibrasi cincin
siringil tidak ada. Hal ini kemungkinan karena
lignin Aldrich berasal dari kayu daun jarum,
sedangkan lignin organosolv TKKS berasal
dari non kayu. Cincin guaiasil merupakan
struktur penyusun lignin dengan prekursor
koniferil alkohol. Pita serapan pada 1116,58
cm-1 pada lignin organosolv TKKS dan
1137,57 cm-1
pada lignin Aldrich
menunjukkan uluran eter (Tabel 2).
Berdasarkan spektrum FTIR lignin organosolv
TKKS dan lignin aldrich yang digunakan
sebagai pembanding menunjukkan bahwa
secara kualitatif isolat lignin yang diperoleh
adalah senyawa lignin. Pergeseran pita
serapan mungkin disebabkan oleh sumber

lignin dan prosedur isolasi yang berbeda-beda.
Data ciri-ciri lignin tercantum pada Lampiran
5.
Tabel 2 Pencirian lignin dengan FTIR.
Lignin
Lignin
Pita
aldrich
organosolv
serapan
3409,74*
2933,34*

3409,74*
2919,26*

1596,20**

1605,54*

1508,29*

1507,85*

1464,39*

1463,82*

-

-

1220,21*

1218,25*

1137,57**

1116,58**

Ulur O-H
Ulur C-H
pada metil
Vibrasi
cincin
aromatik
Vibrasi
cincin
aromatik
Deformasi
C-H
(asimetri)
Vibrasi
cincin
siringil
Vibrasi
cincin
guaisil
Ulur eter

*Fengel & Wegener 1995
**Silverstein et al. 1981

Gambar 8 Spektrum FTIR lignin aldrich dan organosolv TKKS.
Aktivitas Antioksidan Lignin
Antioksidan lignin diuji menggunakan
metode DPPH. Metode DPPH didasarkan

pada
kemampuan
antioksidan
untuk
menghambat
radikal
bebas
dengan
mendonorkan atom hidrogen. Metode DPPH
dipilih karena dapat memberi pengukuran

9

Aktivitas antioksidan lignin bergantung
pada kandungan hidroksilfenolik lignin.
Kecilnya kandungan hidroksilfenolik lignin
pada penelitian ini, yaitu sebesar 0,4% dapat
menyebabkan
menurunnya
aktivitas
antioksidan lignin. Selain itu, aktivitas
antioksidan lignin juga dipengaruhi oleh
kestabilan radikal fenoksil yang terbentuk
(Pan et al. 2006). Adanya substitusi ortometoksi
menunjukkan
semakin
meningkatnya aktivitas antioksidan lignin.
Substitusi orto-metoksi dapat menstabilkan
radikal fenoksil dengan resonansi sehingga
dapat
menghalangi
terjadinya
tahap
propagasi (Gambar 9). Selain itu, adanya
konjugasi ikatan ganda dua dapat
memberikan stabilisasi tambahan pada
radikal fenoksil (Gambar 10), sedangkan
adanya
substitusi
α-karbonil
dapat
menurunkan aktivitas antioksidan lignin.
Aktivitas antioksidan lignin juga
dipengaruhi oleh besarnya bobot molekul
lignin (Dizhbite et al. 2004). Rendahnya
bobot molekul lignin dapat meningkatkan
aktivitas antioksidan lignin. Hal ini
disebabkan oleh lignin dengan bobot
molekul rendah memiliki kandungan ArOH
yang lebih banyak dibandingkan lignin
dengan bobot molekul tinggi. Heterogenitas
lignin merupakan salah satu faktor yang
dapat mempengaruhi aktivitas antioksidan
lignin. Adanya tambahan karbohidrat dapat
menurunkan aktivitas antioksidan lignin
yang kemungkinan disebabkan oleh ikatan
hidrogen yang terbentuk antara gugus polar
karbohidrat dengan gugus fenolik lignin
(Dizhbite et al. 2004).

yang mudah, cepat, peka, dan hanya
membutuhkan sedikit contoh. BHT yang
merupakan antioksidan kimia komersial
digunakan sebagai kontrol positif pada
penelitian
ini.
Pengukuran
aktivitas
antioksidan lignin dilakukan pada panjang
gelombang 515,6 nm (Lampiran 6).
Berdasarkan penelitian, diperoleh nilai IC50
lignin organosolv tepatnya 50,2 ppm,
sedangkan nilai IC50 BHT tepatnya 1883
ppm. Hal tersebut menunjukkan bahwa
aktivitas antioksidan lignin jauh lebih tinggi
dibandingkan dengan BHT. Lignin yang
merupakan polifenol memilki kandungan
hidroksilfenolik lebih banyak dibandingkan
BHT yang merupakan fenol sehingga
aktivitas antioksidan lignin lebih tinggi.
Adanya stabilisasi tambahan pada lignin
kemungkinan juga dapat menyebabkan
tingginya aktivitas antioksidan lignin. Atom
hidrogen pada BHT lebih asam sehingga
lebih mudah dilepaskan dibandingkan
dengan lignin. Hal ini disebabkan karena
gugus pendorong elektron pada lignin
(metoksil) lebih kuat dibandingkan dengan
BHT
(metil)
sehingga
menurunkan
keasaman lignin. Selain itu, lignin
organosolv dari TKKS memiliki nilai IC50
yang hampir sama dengan nilai IC50 lignin
bagas pada penelitian Vinardell et al. (2008),
yaitu 51,6 ppm. Lignin bagas menunjukkan
aktivitas
antioksidan
paling
besar
dibandingkan dengan lignin curan 100,
steam explosion, dan lignosulfonat. Data
IC50 lignin dan BHT tercantum pada
Lampiran 7 dan 8.

.

OH

O
OCH 3
DPPH.

Lignin

Lignin

.

O

O
OCH 3

OCH 3

OCH 3

.

+

Lignin

Lignin

Gambar 9 Stabilisasi radikal fenoksil oleh substitusi orto-metoksi.

.

OH

O
OCH 3
DPPH

OCH 3

.

O

O

OCH 3

OCH 3

.

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

CH

R

R

R

R

.

Gambar 10 Stabilisasi radikal fenoksil oleh konjugasi ikatan ganda dua.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Lignin organosolv TKKS memilki
rendemen berdasarkan bobot serat TKKS
sebesar 9% (b/b). Kadar lignin TKKS yang
diperoleh
adalah
77%
dan
kadar
hidroksifenolik untuk struktur 2 dan 3
masing-masing 0,4%. Bobot molekul lignin
TKKS yang diperoleh adalah sekitar 4000
g/mol. Analisis spektrum FTIR lignin
organosolv TKKS menunjukkan serapan
yang khas untuk senyawa lignin.
Nilai IC50 lignin organosolv TKKS yang
diperoleh adalah sebesar 50 ppm sedangkan
nilai IC50 BHT diperoleh sebesar 1880 ppm.
Berdasarkan nilai tersebut diketahui bahwa
aktivitas antioksidan lignin organosolv
TKKS jauh lebih tinggi dibandingkan BHT.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
mengenai uji antioksidan lignin secara in
vitro maupun in vivo dan mempelajari
formulasi lignin untuk aplikasi antioksidan.
Selain itu, untuk penelitian lebih lanjut perlu
dilakukan pengujian penambahan hasil
pencucian serpihan pulp ke dalam lindi
hitam.

DAFTAR PUSTAKA
Achmadi SS. 1990. Kimia Kayu. Bogor:
Departemen
Pendidikan
dan
Kebudayaan, Direktorat Pendidikan
Tinggi,
Pusat
Antaruniversitas
Bioteknologi, IPB.
[ASTM] American Society for Testing and
Material. 1962. Water Content of Pulp
and Wood. ASTM D2016-62T.
Anwar K. 2008. Optimasi suhu dan
konsentrasi sodium bisulfit (NaHSO3)
pada
proses
pembuatan
sodium
lignosulfonat berbasis tandan kosong
kelapa sawit (TKKS) [Skripsi]. Bogor:
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Apak R, Gőclő K, Özyőrek M, Çelik SE,
Karademir SE. 2007. Comparitive
evaluation of various total antioxidant
capacity assay applied to phenolic
compounds with the CUPRAC assay.
Molecules 12:1496-1547.
Ardiansyah IP. 2008. Sintesis dan pencirian
natrium hidroksimetilfenol(lignin klason)
Sulfonat. [Skripsi]. Bogor: Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Pertanian Bogor.
Bahar N. 1983. Pembuatan pulp dengan
pelarut organik. Berita Selulosa 19 (3):
104-108.
Barclay LRC, Xi F, Norris JQ. 1997.
Antioxidant properties of phenolic lignin
model compounds. Wood Chemistry and
Technology 17 (1): 73-90.
Brand W, Cuvelier ME, Reset C. 1995. Use
a free radical method to evaluate
antioxidant activity. Lebensm Wiss
Technology. 28(1): 25-30.
Brongers MPH, Mierzwa AJ. 2005. Pulp and
paper. [terhubung berkala].http://www.
corosioncost.com/pdf/pulppaper.pdf. [23
Nov 2009].
Choe SY, Yang KH. 1983. Effect of
butylated hydroxytoluene (BHT) and
butylated hydroxyanisole (BHA) on
carbon
tetrachloride
and
TCDD
hepatotoxicity. Korean Biochemistry 16
(4): 315-321.
Defrizal W. 2009. Pemanenan kelapa sawit.
[terhubung berkala]. http//mamaks16.blogspot.com/2009/03/kegiatan-maga
ng-d-pt-smart-tbk.html. [20 Apr 2009].
[Ditjen Perkebunan]. 2008. Pendataan
kelapa sawit tahun 2008 secara
komprehensif dan objektif. [terhubung
berkala]. http://ditjenbun.deptan.go.id/se
kretbun/sekret/index.php?option=com_c
ontent&task=view&id=171&Itemid=26.
[24 Feb 2009].
Dizhbite T, Telysheva G, Jurkjane V,
Viesturs U. 2004. Characterization of the
Radical Scavenging Activity of LigninsNatural
Antioxidants.
Bioresource
Technology 95:309-317.
Fengel D, Wegener G. 1995. Kayu: Kimia,
Ultrastruktur,
Reaksi-Reaksi.
Sastrohamidjojo
H,
penerjemah;
Yogyakarta: UGM Pr. Terjemahan dari:
Wood:
Chemical,
Ultrastructure,
Reactions.
Goldschmid O. 1957. Determination of
phenolic hydroxyl content of lignin
preparations
by
ultraviolet
spectrophotometry. Analitycal Chemistry
26: 1421-1423.
Gregorova A, Košikovà B, Staško A. 2007.
Radical scavenging capacity of lignin
and its effect on processing stabilization
of virgin and recycled polypropylene.
Applied Polymer Science 106: 16261631.
Heradewi. 2007. Isolasi lignin dari lindi
hitam proses pemasakan organosolv serat

11

tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
[Skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Ismiyati. 2009. Perancangan proses sulfonasi
lignin isolat tandan kosong kelapa sawit
menjadi surfaktan natrium lignosulfonat
(NLS) [Disertasi]. Bogor: Program
Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Kim H, Hill MK, Fricke AL. 1987.
Preparation of kraft lignin from black
liquor. TAPPI J/ 12:112-115.
Lin SY, Dence CW. 1992. Methods in
Lignin Chemistry. New York: State
University of New York College of
Enviromental Science and Foresty
Syracuse.
McDonough TJ. 1992. The Chemistry of
Organosolv Delignification. Georgia:
Institute of Paper and Science
Technology.
Nada AM, Sakhawi ME, Kamel SM. 1998.
Infra-red spectroscopic study of lignin.
Polymer Degradation Stability 60:247251.
Pan X, Kadla JF, Ehara K, Gilkes N, Saddler
JN. 2006. Organosolv lignin from hybrid
poplar as a radical scavenger:
relationship between lignin structure,
extraction conditions, and antioxidant
activity. J Agricultural Food Chemistry
54: 5806-5813.
Percival M. 1998. Antioxidants. [terhubung
berkala]. http://acudoc.com/Antioxidan
ts.PDF. [29 Okt 2009].
Rostika I, Bastian T, Yuliani E, Elut D.
1995. Upaya peningkatan kualitas pulp
organosolv. Berita Selulosa 31 (3): 1518.
Santoso A. 1995. Pencirian isolat lignin dan
upaya menjadikannya sebagai bahan

perekat kayu lapis [Tesis]. Bogor:
Program Pascasarjana, Institut Pertanian
Bogor.
Schroeter MC. 1991. Possible lignin reaction
in the organocell pulping process. TAPPI
J/ 74 (10): 197-200.
Silverstein RM, Bassler GC, Morril TC.
1981.
Penyidikan
Spektrometrik
Senyawa Organik. Hartomo AJ, Purba
AV, penerjemah; Jakarta: Erlangga.
Terjemahan
dari:
Spectrometric
Identification of Organic Compounds.
Siswanto. 2006. Potensi dan kendala
pemanfaatan limbah industri kelapa
sawit untuk sumber energi hayati. Di
dalam: Energi Hayati Sebagai Solusi
Krisis
Energi:
Peluang
dan
Tantangannya di Indonesia. Prosiding
Seminar Nasional; Surakarta, 8 Apr
2006. Surakarta: Pertamina. hlm 20-23.
Sjostrom E. 1995. Kimia Kayu: Dasar-dasar
Penggunaan.
Sastrohamidjojo
H,
penerjemah; Yogyakarta: UGM Pr.
Terjemahan dari: Wood Chemistry:
Fundamentals and Applications.
Sun RC, Fang JM, Tomkinson J, Bolton J.
1999. Physicochemical and structural
characterization of alkali soluble lignin
from oil palm trunk and empty fruitbunch fibers. J Agricultural Food
Chemistry 47: 2930-2936.
[TAPPI] Technical Association of the Pulp
and Paper Industry. 1974. Lignin Content
of Pulp and Paper. T 222 05-74.
Vinardell MP, Ugartondo V, Mijans M.
2008.
Potential
applications
of
antioxidant lignins from different
sources. Industrial crops and products
27: 220-223.

LAMPIRAN

13

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

TKKS

Dibersihkan dari kulit buah sawit, diuraikan menjadi
bentuk serat

Serat TKKS

Dikeringkan 1 minggu pada sinar matahari lau dipotong menjadi
ukuran ± 30 mm

Pemasakan organosolvSerat
dalam
digester
dengan komposisi larutan
TKKS
kering
pemasak etanol teknis 95%:air (1:1), NaOH 10%, suhu maksimum
170 °C

Lindi hitam

Penyaringan dengan kain nilon
20 m

Lindi hitam TKKS

Serpihan pulp

Pencucian dengan aseton
teknis 95% lalu dengan air

Cairan sisa pencucian

14

Lanjutan Lampiran 1

Lindi hitam TKKS

Dititrasi dengan H2SO4 20% sampai pH 2 lalu didiamkan selama 8 jam

Dipisahkan dengan sentrifuse dengan
kecepatan12000 rpm selama 20 menit

Filtrat (lindi hitam)

Endapan lignin

Dilarutkan dalam NaOH 1

Dititrasi kembali dengan H2SO4 20% sampai
pH 2 lalu didiamkan sela