Membentuk suatu bundles dan akhirnya terbentuk seperti pita ribbon. Berikut adalah gambar struktur dari selulosa bakteri Bielecki, et al, 2005.
a b
Gambar 4. Perbedaan struktur antara selulosa bakteri dengan tumbuhan
Keterangan : a. selulosa tumbuhan b. selulosa bakteri
Selulosa bakteri juga berbeda dengan selulosa tumbuhan dari segi index kristalinnya dan derajat polimerisasi. Derajat polimerisasi selulosa
baktei dapat mencapai 2000 dan 6000 dan dalam suatu kasus dapat mencapai 16000 atau 20000, sedangkan selulosa tumbuhan memiliki rata-
rata derajat polimerisasi 13000 sampai 14000 Bielecki, et al., 2005.
Beberapa kelebihan dari selulosa bakteri adalah memiliki struktur yang teratur, tidak mengandung lignin dan hemiselulosa, memiliki serat yang
panjang lebih kuat, dapat ditumbuhkan pada berbagai wadah. Sedangkan beberapa kelemahan bakteri selulosa untuk pengembangan komersil
adalah, biaya cukup tinggi dibandingkan selulosa tumbuhan karena harga yang mahal subtrat yang digunakan gula, hasil akhir yang sedikit,
keterbatasan kapasitas untuk produksi dalam skala besar.
2.4.2 Aplikasi selulosa bakteri
Selulosa bakteri diketahui merupakan polisakarida yang aman sehingga banyak digunakan dalam bebagai bidang. Aplikasi dari selulosa
bakteri karena karakteristiknya yang unik, seperti selulosa yang dihasilkan
murni, elastik, mampu mempertahankan air, dan memiliki kristalin index yang tinggi. Berikut beberapa aplikasi dari selulosa bakteri adalah :
a. Aplikasi teknik Dibandingkan dengan selulosa tanaman, selulosa bakteri memiliki
kekuatan tarik Tensile strength yang lebih tinggi, sehingga selulosa bakteri merupakan komponen yang baik untuk kertas karena memiliki
karakteristik mekanik yang baik. Selulosa bakteri untuk diaplikasikan sebagai kertas akan memberikan elastisitas, permeabel terhadap udara,
tahan terhadap air dan tekanan berat dan mampu mengikat air Iguch,
2000. Selulosa bakteri juga digunakan sebagai pelindung permukaan untuk
beberapa kertas. Coating terhadap kertas akan memberikan karakteristik seperti permukaan yang mengkilap, cerah, halus, memiliki porositas, daya
penerimaan terhadap tinta dan memiliki kekuatan tarik yang tinggi. Selain itu penambahan selulosa bakteri pada kertas akan meningkatkan masa
simpan kertas. Selulosa bakteri juga merupakan komponen yang berharga pada kertas,
karena meningkatkan ketahanan terhadap panas dan tidak mudah terbakar. Penggunaan selulosa bakteri dapat mengurangi bahan tambahan pada
pembuatan kertas tanpa menimbulkan efek pada karakteristik kertas. b. Aplikasi dalam bidang medik
Aplikasi seluosa bateri dalam bidang medik didasarkan atas keunikan struktur dan karakteristik mekaniknya seperti mampu menahan air, dan
bersifat biokompatibel. Hasil studi pada tikus menunjukkan bahwa
selulosa bakteri terintegrasi dengan baik pada host-nya dan tidak menimbulkan reaksi inflamasi sehingga potensial dikembangkan sebagai
scaffold Suwannapinunt, 2007.
Selulosa bakteri mempunyai sifat-sifat seperti berpori, elastis, mudah untuk disimpan, mampu mengabsorbsi, memiliki kelembapan dapat
diaplikasikan untuk pembalut luka. Dengan kelebihannya tersebut dapat mempercepat proses penyembuhan luka dan melindungi luka dari infeksi
sekunder. Gambar berikut adalah aplikasi selulosa bakteri sebagai pembalut luka.
Gambar 5. Pelikel bakteri sebagai pembalut luka BioFill
®
diperoleh dari produk selulosa mikroba yang telah digunakan sebagai pengobatan beberapa luka bakar, grafting kulit, dan ulser kulit
kronik. Pengobatan dengan menggunakan BioFill
®
menutupi rasa sakit, dan mempunyai keuntungan adhesi yang baik, barrier yang efektif untuk
infeksi, penyembuhan cepat, retensi cairan yang baik air dan elektrolit, biaya murah, dan waktu penyembuhan pendek dibandingkan secara
normal. Produk lainnya yaitu Gengiflex
®
, diaplikasikan untuk proses penyembuhan dalam kasus periodontal.
Aplikasi lainnya dalam bidang medis adalah sebagai membran tambahan untuk melindungi glukosa oksidase termobilisasi dalam
biosensor yang digunakan untuk uji kadar gula darah. Sifat selulosa
bakteri yang elastis, permeabel terhadap udara dan cairan, memiliki kekuatan tarik yang tinggi dapat dimanfaatkan untuk aplikasi tersebut
Bielecki, 2005. c. Aplikasi dalam bidang makanan
selulosa bakteri memiliki kemurnian secara kimia dan tidak menimbulkan reaksi metabolit sehingga banyak diaplikasikan sebagai
stabilizer dalam makanan, emulsifier pada minuman dan sup, dan modifikasi tekstur dan meningkatkan serat makanan. Aplikasi pertama kali
dalam bidang makanan adalah dihasilkannya nata de coco komersial. Konsumsi nata diyakini dapat melindungi dari kanker usus, atherosklerosis
dan thrombosis pada jantung dan mencegah peningkatan glukosa pada urin.
Salah satu produk makanan popular yang mengandung selulosa bakteri adalah kombucha dari Cina. Makanan ini diperoleh dengan cara
menumbuhkan kapang dan bakteri asam asetat pada teh dan ekstrak gula. Pelikel akan terbentuk pada permukaan dimana banyak mengandung
selulosa dan enzim yang baik untuk kesehatan. Aktivitas abiotiknya adalah memperluas permukaan usus besar dan saluran pencernaan, selain itu
kombucha diyakini dapat melindungi terhadap kanker Iguchi, 2000.
Aplikasi lainnya adalah untuk filtrasi pada pembuatan anggur dan bir. Pada industri kue, selulosa bakteri dimanfaatkan untuk memperpanjang
umur simpan kue karena sifatnya yang tidak berbau, tidak berasa dan banyak mengandung serat.
d. Aplikasi lainnya Bielecki, 2005
Besarnya luas permukaan, daya tahan yang tinggi dan memiliki daya absorpsi yang tinggi dapat digunakan dalam modifikasi proses kimia
maupun fisika, seperti selulosa bakteri dapat dimanfaatkan imobilisasi biokatalis. Gel selulosa yang mengandung sel hewan imobilisasi
digunakan untuk produksi interferon, interleukin dan antibodi monoklonal. Selulosa bakteri juga dimanfaatkan sebagai absorpsi sel Gluconobacter
oxydans, Acetobacter
methanolyticus, Saccharomyces
cerevisiae. Imobilisasi strain bakteri ini efektif untuk produksi glukonat, dihidroksi
aseton dan etanol. Selulosa bakteri murni dapat dimanfaatkan sebagai bahan mentah sintesis selulosa asetat, nitroselulosa, CM-selulosa,
hidroksimetilselulosa, metilselulosa dan hidroksiselulosa. Tabel berikut menunjukkan beberapa aplikasi selulosa bakteri pada beberapa bidang.
Tabel 2. Aplikasi selulosa bakteri pada berbagai bidang
Sektor Aplikasi
Kosmetik Penstabil dan pengemulsi pada krim,
tonik dan pelembab kuku, sebagai bahan pengkilap dan sebagai bahan
kuku buatan
Industri tekstil Bahan kulit buatan dan tekstil, Bahan
pengabsorsi Olahraga
Untuk baju olahraga, tenda, dan perlengkapan kemah
Pertambangan danpengolahan limbah
Untuk pengambilan
batu karang,
Absorbsi senyawa toksik, Daur ulang mineral dan minyak
Pemurnian Untuk pemurnian air dan pemurnian
udara kota Broadcasting
Produksi diafragma untuk mikrofon dan headphone
Kehutanan Multilapis untuk plywood
Industri kertas Pembuatan kertas, dokumen menjadi
tahan lama, pembuatan popok dan serbet dari kertas
Industri mesin Untuk badan mobil, elemen pesawat,
penutup retakan pada pelindung roket, Laboratoriumpenelitian
Imobilisasi protein, kromatografi dan komponen media untuk kultur jaringan
Kesehatan Kulit buatan sementara untuk terapi
luka bakar, dan penyakit periodontal
2.4.3 Sumber selulosa 1. Kayu
Kayu digunakan secara luas sebagai bahan selulosa. Komponen kimia dari kayu berbeda antar spesies dan juga dengan bagian tanaman, tetapi
sebagian besar mengandung 40 - 50 selulosa, 20 - 30 lignin, dan 10 - 30 hemiselulosa dan polisakarida lainnya. Komponen lain juga
ditemukan dalam jumlah yang kecil, seperti resin, gums, protein, dan mineral. Sebagai sumber serat selulosa, kayu merupakan bahan baku
utama untuk menghasilkan pulp di mana dapat diproses untuk pembuatan
kertas dan turunan selulosa seperti rayon, nitroselulosa, CMC, dan lainnya.
2. Serat bibit Seluruh tanaman kapas juga terdiri dari bahan-bahan selulosa dan
dapat dimanfaatkan sebagai pulp. Serat kapuk juga merupakan bahan selulosa yang mengandung 55 - 65 selulosa tetapi tidak digunakan
sebagai sumber selulosa untuk pulp. Bahan ini biasanya digunakan untuk bahan pengisi.
3. Serat bast Serat yang paling penting dalam kelompok ini meliputi serat rami dan
goni. Tanaman rami adalah sumber dari industri tekstil linen yang terdiri dari 80 - 90 selulosa. Serat rami juga digunakan sebagai sumber pulp
kertas untuk memproduksi kertas rokok dan tujuan khusus lainnya.
Serat goni juga mengandung selulosa yang tinggi. Goni biasanya digunakan untuk tali dan karung. Tanaman yang menghasilkan goni antara
lain dikenal dengan nama kenaf Hibiscus cannabinus dan roselle Hibiscus sabdariffa . Kenaf dan roselle mengandung 70 - 90 selulosa
yang sesuai untuk memproduksi pulp dan kertas untuk kebutuhan khusus. 4. Serat daun
Ada banyak jumlah serat daun tetapi kegunaannya sangat terbatas. Beberapa di antaranya digunakan untuk tali-temali, tekstil, dan kertas.
Yang termasuk dalam kelompok ini antara lain rami abaca dan manila, pisang, nanas, dan lainnya.
5. Selulosa non- tanaman Selulosa juga ditemukan dalam mineral dari sumber tanaman, seperti
fossil kayu, dan beberapa tipe batu bara muda.
2.4.4 Pelikel selulosa bakteri
Studi pertama tentang formasi dari selulosa dalam bakteri dilaporkan oleh Adrian Brown pada tahun 1886. Dalam eksperimen diketahui bahwa
Acetobacter xylinum adalah organisme yang bertanggung jawab untuk
membentuk lapisan selulosa.
Pelikel selulosa bakteri dibuat menggunakan Acetobacter xylinum dan menghasilkan selulosa yang murni tanpa ada lignin. Acetobacter xylinum
mensintesis benang-benang ekstraselular hingga membentuk membran selulosa hidrofilik yang dikenal sebagai pelikel. Pelikel selulosa bakteri
mempunyai kandungan air 90 - 95 dari bobot total. Pelikel selulosa
