pentosan 6, serat kasar 2,3, abu 1,45 dan zat-zat lain 0,4 Rukmana, 1997.
Tongkol jagung adalah tempat pembentukan lembaga dan gudang penyimpanan makanan untuk pertumbuhan biji. Jagung mengandung kurang
lebih 30 tongkol jagung sedangkan sisanya adalah kulit dan biji. Tongkol jagung mengandung selulosa 40-60, hemiselulosa 20-30 dan lignin
15-30. Komposisi kimia tersebut membuat tongkol jagung dapat digunakan sebagaisumber energi, bahan pakan ternak dan sebagai sumber
karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme. Karakteristik dan komposisi tongkol jagung dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Komposisi KimiaTongkol Jagung Shofiyanto, 2008
No Kandungan
1 Hemiselulosa
36 2
Selulosa 41
3 Xilan
30 4
Lignin 6
5 Pektin
3 6
Pati 0,01
7 Air
9,4
2.2 Selulosa
Berdasarkan struktur kimia, selulosa termasuk polimer-polimer alam paling sederhana dalam artian bahwa selulosa terdiri dari unit ulang tunggal D-glukosa
yang terikat melalui karbon 1 dan 4 oleh ikatan- ikatan β. Selulosa banyak
ditemukan di alam yang merupakan konstituen utama dari dinding sel tumbuh- tumbuhan dan rata-rata menduduki sekitar 50 dalam kayu Stevens, 2007.
Selulosa C
6
H
10
O
5
n adalah polisakarida yang merupakan pembentuk sel-sel kayuhampir 50. Kertas saring dan kapas hampir merupakan selulosa yang
murni. Berat molekul selulosa kira-kira 300.000 Sastrohamidjojo, 2005
Selulosa berfungsi sebagai bahan struktur dalam jaringan tumbuhan dalam bentuk campuran polimer homolog dan biasanya disertai polisakarida lain seperti
lignin dalam jumlah yang beragam. Lignin dapat dihilangkan dengan cara delignifikasi. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi delignifikasi yaitu:
a. Jenis bahan delignifikasi Bahan-bahan yang dapat digunakan dalam proses delignifikasi yaitu asam
phosfat, asam klorida HCl, asam sulfat, dan yang basa seperti NaOH, natrium sulfit, dan natrium sulfat.
b. Waktu delignifikasi Pada proses delignifikasi waktu berpengaruh pada hasil delignifikasi, biasanya
digunakan waktu 1-3 jam. c. Temperatur delignifikasi
Temperatur operasi mempengaruhi kualitas dari produk delignifikasi yang dihasilkan Widodo, 2012.
Campuran senyawa lain yang terdapat bersamaan dengan selulosa yaitu hemiselulosa. Hemiselulosa adalah polisakarida kompleks nonselulosa dan
nonpati yang terdapat dalam banyak jaringan tumbuhan. Hemiselulosa mengacu kepada polisakarida nonpati yang tidak larut dalam air. Hemiselulosa tidak
berperan dalam biosintesis selulosa tetapi dibuat tersendiri dalam tumbuhan sebagai komponen struktur dinding sel. Hemiselulosa dikelompokkan berdasarkan
kandungan gulanya Deman, 1997.
2.2.1 Sumber-Sumber Selulosa
Selulosa terdapat pada semua tanaman dari pohon bertingkat tinggi hingga organism primitive seperti rumput laut, flagellate dan bacteria. Selulosa bahkan
dapat diperoleh dalam dunia binatang: tunicin, zat kutikula tunicate adalah identik dengan selulosa nabati. Kadar selulosa yang tinggi terdapat dalam rambut biji
kapas,kapok dan serabut kulit rami, flax, henep; lumut, ekor kuda, dan bakteria mengandung sedikit selulosa Fengel, 1995.
Selulosa yang terdapat dalam tumbuhan digunakan sebagai bahan pembentuk dinding sel. Serat kapas boleh dikatakan seluruhnya adalah selulosa.
Dalam tubuh kita selulosa tidak dapat dicernakan karena kita tidak mempunyai
enzim yang dapat menguraikan selulosa. Dengan asam encer tidak dapat terhidrolisis, tetapi oleh asam dengan konsentrasi dapat terhidrolisis menjadi
selobiosa dan D-glukosa. Selobiosa adalah suatu disakarida yang terdiri atas dua molekul glukosa yang berikatan glikosiik antara atom karbon 1 dengan atom
karbon 4 Poedjiadi, 2006.
Tabel 2.2 Komposisi Kimia dari Beberapa Tipe Selulosa Penyusun Material
Sumber Komposisi
Selulosa Hemiselulosa Lignin Ekstrak
Kayu Keras 43-47
25-35 16-24
2-8 Kayu Lunak
40-44 25-29
25-31 1-5
Sisal 73
14 11
2 Tongkol Jagung
45 35
15 5
Batang Jagung 35 25
35 5
Kapas 95
2 1
0,4 Rami
76 17
1 6
Kenaf 36
21 18
2 Zugenmaier, 2008
2.2.2 Struktur Molekul Selulosa
Selulosa tersambung mela lui β-1,4 yang dibangun oleh rantai glukosa.Untuk
memahami peristilahan ini pertama-tama kita harus melihat struktur glukosa itu sendiri. Glukosa mempunyai rumus molekul C
6
H
12
O
6
. Dengan kata lain kita dapat menggambarkan struktur glukosa sebagai rantai lurus ataupun struktur cincin.
Struktur cincin dapat terbentuk dari hasil pembentukan hemiasetal internal Cowd, 1991.
Gambar 2.2 Struktur selulosa Sastrohamidjojo, 2005
Ditinjau dari strukturnya, dapat saja diharapkan selulosa mempunyai kelarutan yang besar dalam air, karena banyaknya kandungan gugus hidroksi yang
dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air antaraksi yang tinggi antara pelarut terlarut. Akan tetapi kenyataannya tidak demikian, dan selulosa bukan hanya tak
larut dalam air tetapi juga dalam pelarut lain. Penyebabnya ialah kekakuan rantai dan tingginya gaya antar-rantai akibat ikatan hidrogen antara gugus hidroksil pada
rantai yang berdekatan. Faktor ini dipandang menjadi penyebab kekristalan yang tinggi dari serat selulosa. Jika ikatan hidrogen berkurang, gaya antaraksi pun
berkurang, dan oleh karenanya gugus hidoksil selulosa harus diganti sebagian atau seluruhnya oleh pengesteran. Hal ini dapat dilakukan, dan ester yang dihasilkan
larut dalam sejumlah pelarut Cowd, 1991. Kebanyakan selulosa berasosiasi dengan lignin sehingga sering disebut
sebagai lignoselulosa. Selulosa, hemiselulosa, dan lignin dihasilkan dari proses fotosintesis. Pada saat yang sama, komponen-komponen utama penyusun tanaman
ini diuraikan oleh aktivitas mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme mampu menghidrolisis selulosa untuk digunakan sebagai sumber energi, seperti bakteri
dan kapang Cherlina, 2014.
2.2.3 Pembagian Selulosa
Berdasarkan derajat polimerisasi DP dan kelarutan dalam senyawa natrium hidroksida NaOH 17,5 selulosa dapat dibagi atas tiga jenis, yaitu:
a. α-selulosa Alpha Cellulose adalah selulosa berantai panjang, tidak larut
dalam larutan NaOH 17,5 atau larutan basa kuat dengan DP Derajat polimerisasi 600-15.000.
α-selulosa dipakai sebagai penduga dan atau tingkat kemurnian selulosa. Selulosa dengan derajat
kemurnian α 92 memenuhi syarat untuk bahan baku utama pembuatan propelan. Sedangkan
selulosa kualitas dibawahnya digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas dan industri kain serat
rayon. Semakin tinggi kadar α-selulosa, maka semakin baik mutu bahannya.
Gambar 2.3 Struktur α-Selulosa
b. Selulosa β Betha Cellulose adalah selulosa berantai pendek, larut dalam
larutan NaOH 17,5 atau basa kuat dengan DP Derajat Polimerisasi 15- 90, dapat mengendap bila dinetralkan.
Gambar 2.4 Struktur β-Selulosa
c. Selulosa γ Gamma Celluloseadalah selulosa berantai pendek, larut dalam
larutan NaOH 17,5 atau basa kuat dengan DP Derajat Polimerisasi kurang dari 15, kandungan utamanya adalah hemiselulosa Sumada, 2011.
Bervariasinya struktur kimia selulosa a, ß, γ mempunyai pengaruh yang
besar pada reaktivitasnya. Gugus-gugus hidroksil yang terdapat dalam daerah daerah amorf sangat mudah dicapai dan mudah bereaksi, sedangkan gugus-gugus
hidroksil yang terdapat dalam daerah-daerah kristalin dengan berkas yang rapat dan ikatan antar rantai yang kuat mungkin tidak dapat dicapai sama sekali.
Pembengkakan awal selulosa diperlukan baik dalam eterifikasi alkali maupun dalam esterfikasi asam Sjostrom, 1995.
2.2.4 Sifat Kimia Selulosa
Selulosa mengembang swelling dalam air dan teristimewa dalam basa pekat. Polimer yang mengembang dalam basa, dikenal sebagai selulosa alkali atau
selulosa soda dipakai untuk mempreparasikan selulosa regenerasi. Proses mereaksikan kapas dengan basa air, dan kemudian menghilangkan basa tersebut
dikenal sebagai merserasi. Kapas yang termerserasi memiliki tingkat kekilauan yang lebih tinggi daripada kapas alam yang kurang rapat, dan tingkat
kekristalannya agak sedikit rendah. Meskipun jumlah gugus hidroksil pada selulosa besar, selulosa tidak larut
dalam air dan sebagian besar pelarut lainnya yang umum, meskipun akan larut ke beberapa campuran pelarut. Larutan dari logam-logam kompleks seperti tembaga
II-amonia akan melarutkan selulosa. Jenis-jenis pelarut lain yang dapat melarutkan selulosa adalah LiCl-dimetilasetamida, dimetil sulfoksida-
paraformaldehida, amin oksida dan asam fosfat Stevens, 2007. Sifat-sifat selulosa dengan pereaksi kimia:
a. Selulosa dengan asam encer tidak dapat terhidrolisis b. Selulosa dengan asam konsentrasi yang tinggi dapat terhidrolisis menjadi
selubiosa dan D-glukosa c. Dengan asam sulfat dapat menghidrolisis selulosa, digunakan untuk pembuatan
kertas. Selulosa direaksikan dengan aluminium sulfat yang dapat bereaksi dengan sejumlah kecil pulp kertas untuk menghasilkan aluminium karboksilat
yang membantu mengentalkan serat pulp menjadi permukaan kertas yang keras Cowd, 1991.
2.2.5 Kegunaan Selulosa
Meskipun selulosa tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan oleh tubuh, namun selulosa yang terdapat sebagai serat-serat tumbuhan, sayuran atau buah-
buahan, berguna untuk memperlancar pencernaan makanan. Adanya serat-serat dalam saluran pencernaan, gerak peristaltik ditingkatkan dan dengan demikian
memperlancar proses pencernaan dan dapat mencegah konstipasi. Tentu saja jumlah serat yang terdapat dalam bahan makanan tidak boleh terlalu banyak
Poedjiadi, 2006. Jutaan ton selulosa digunakan setiap tahun untuk membuat perabot kayu, tekstil, dan kertas Cowd, 1991.
2.3 Hidrogel
