Pada dinding sel tanaman, hemiselulosa terdapat pada matriks di middle lamela dan berfungsi sebagai perekat antar seratmikrofibril selulosa seperti pada gambar 1.
Hemiselulosa memiliki bobot molekul yang lebih rendah dibandingkan selulosa dan bersifat tidak tahan terhadap perlakuan panas. Tidak seperti selulosa, polisakarida
hemiselulosa bersifat amorf dan strukturnya kurang bercabang, sehingga potensi kelarutannya sangat berbeda. Hemiselulosa tersebut dapat dipisahkan dari selulosa
dengan alkali karena ikatannya lemah sehingga mudah dihidrolisis Placket 2011. Struktur molekul hemiselulosa dan penyusunnya dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Struktur hemiselulosa
E. Lignin
Lignin merupakan sebuah polimer yang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Dalam dinding sel tanaman, lignin berfungsi sebagai perekat dan melapisiselulosa dan
hemiselulosa seperti pada gambar 1 . Lignin yang melindungi selulosadah hemiselulosa tersebut bersifat tahan terhadap hidrolisis karena adanya ikatan arialkil dan ikatan ester
Soeprijanto 2010. Menurut Akin 2010 lignin merupakan komponen pada dinding sel yang sangat mempengaruhi kekuatan dan kekerasan dinding sel, serta daya tahan
terhadap serangan mikroba patogen. Reaktivitas lignin sangat dipengaruhi oleh gugus-gugus fungsi yang terdapat
pada polimer lignin itu sendiri. Polimer lignin mengandung gugus metoksil, gugus hidroksil denol dan beberapa gugus aldehid pada rantai sampingnya. Gugus fungsi yang
sangat mempengaruhi reaktifitas lignin adalah gugus hidroksil fenolik dan gugus karbonilHatakeyama H dan Hatakeyama T 2009. Struktur molekul lignin dan
penyusunnya dapat dilihat pada Gambar 3. Dalam pengolahan pulp lignin sangat berpengaruh terhadap warna pulp karena oksidasi sruktur aromatik lignin akan
menghasilkan warna coklat yang seringkali tidak diiginkan. Lignin tidak terhidrolisis dengan asam, tetapi larut dalam alkali panas Bismark et al.. 2005
7
Gambar 3. Struktur lignin
F. Nanoselulosa
Nanoselulosa merupakan selulosa yang diameternya berukuran nano. Nanoselulosa berbeda dengan selulosa alami karena nanoselulosa memiliki sifat-sifat
yang khas seperti sangat kuat, rasio permukaan terhadap volume yang besar, kemampuan mengikat air yang tinggi, kekuatan tarik yang tinggi, jaringan yang halus, dan sangat
porous. Berdasarkan metode sintesisnya nanoselulosa digolongkan menjadi tiga yaitu, Microfibrillated Cellulose
MFCNanofibrillated Cellulose NFC, Nanocristalline Cellulose
NCC, dan Bacterial Nanocellulose BNC Klemn et al. 2011. MFC atau NFC disintesis dari pulp kayu yang kemudian mengalami proses pre-treatment
enzimatik, kimia, atau mekanik dan proses homogenisasi, NCC disintesis dari pulp kayu yang kemudian mengalami proses grinding, hidrolisis asam dan separasi, sedangkan
BNC disintesis dari gula atau alkohol dengan menggunakan bantuan mikroba, contohnya Gluconacetobacter
Bouchard 2012. Ukuran diameter MFC atau NFC biasanya berkisar antara 5-60 nm dengan panjang beberapa mikrometer, ukuran diameter NCC biasanya
berkisar 5-70 nm dengan panjang 100-250 nm, sedangkan ukuran diameter BNC biasanya berkisar 20-100 nm Klemn 2011.
Banyak penelitian yang telah mencoba untuk mensintesis nanoselulosa dari bahan baku sumber serat lain selain kayu, misalnya limbah pertanian. Limbah pertanian
yang bisa digunakan sebagai bahan sumber sintesis nanoselulosa adalah jerami gandum, tongkol jagung, daun nanas, kulit kacang kedelai, ampas tebu dsb. Pada gambar 4 dapat
dilihat nanoselulosa dari ampas tebu yang disintesis dengan metode kimia-mekanik hidrolisis asam dan sentrifugasi, sedangkan pada gambar 5 dapat dilihat nanoselulosa
dari daun nanas yang disintesis dengan metode kimia-mekanik hidrolisis kimia dan steam explosion
.
8
Gambar 4. Nanoselulosa dari ampas tebu hasil pengamatan dengan Scanning Electron Microscope
Sumber : Mandal dan Chakrabarty 2011
Gambar 5.Nanoselulosa dari daun nanas hasil pengamatan dengan Transimission Electron Microscope
Sumber: Cherian et al.. 2010
Nanoselulosa bisa dimanfaatkan di berbagai bidang seperti pada industri kertas, industri kemasan, industri pangan dan industri farmasi. Pada industri kertas nanoselulosa
bisa dimanfatkan sebagai bahan penguat kertas. Pada industri kemasan nanoselulosa bisa dimanfaatkan sebagai bahan penguat kemasan. Pada industri pangan nanoselulosa bisa
dimanfaatkan bahan pengental dan penstabil suspensi pangan, sedangkan pada industri farmasi nanoselulosa bisa dimanfaatkan sebagai bahan perban dan komponen pembentuk
tablet obat Klemn et al. 2011.
G. Metode Sintesis Nanoselulosa
