Karakteristik Kimia Lignin Sepuluh Jenis Kayu.
KARAKTERISTIK KIMIA LIGNIN SEPULUH JENIS KAYU
ANGGY EKA FITRIANA
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Karakteristik Kimia
Lignin Sepuluh Jenis Kayu” adalah benar karya saya sendiri dengan bimbingan
dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Anggy Eka Fitriana
NIM E24110048
ii
ABSTRAK
ANGGY EKA FITRIANA. Karakteristik Kimia Lignin Sepuluh Jenis Kayu. Di
bawah bimbingan DEDED SARIP NAWAWI
Lignin adalah komponen kimia yang banyak diperhatikan terkait dengan
proses pulping. Kadar dan reaktifitas lignin mempengaruhi kemudahan reaksi
delignifikasi selama proses pulping. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa
karakteristik kimia lignin sepuluh jenis kayu; yang dinyatakan sebagai lignin total,
lignin klason, lignin terlarut asam dan nisbah siringi/guaiasil. Lignin total
merupakan penjumlahan dari lignin klason dan lignin terlarut asam. Kadar lignin
memiliki variasi yang lebar antar spesies. Kadar lignin klason berkisar 20.5134.4% dan lignin terlarut asam berkisar 0.31-2.8%. Jenis kayu yang memiliki
kadar lignin klason rendah cenderung memiliki kadar lignin terlarut asam dan
nisbah siringil/guaiasil tinggi. Terdapat korelasi positif antara lignin terlarut asam
dan nisbah siringi/guaiasil (R2=0.92).
Kata kunci : delignifikasi, lignin klason, lignin terlarut asam, monomer lignin,
reaktifitas
ABSTRACT
ANGGY EKA FITRIANA. Chemical Characteristic of Lignin in the Ten Wood
Species. Supervised by DEDED SARIP NAWAWI.
Lignin is a chemical component of wood which was concerned in relation to
pulping process. The content and reactivity of lignin affect the easiness of
delignification in the pulping process. This research aimed to analyze the
chemical characteristics of lignin in the ten wood species; which were expressed
as total lignin, Klason lignin, acid-soluble lignin, and syringil/guiacyl ratio. Total
lignin was defined as a sum of Klason and acid-soluble lignin. Lignin content
varied widely between wood species. Klason lignin was 20.51-34.3% and acidsoluble lignin was 0.31-2.8%. Wood species having lower lignin content tend to
have higher acid-soluble lignin and syringil/guaiacyl ratios. Consequently, there
was clear and positive correlation between acid-soluble lignin and
syringil/guaiacyl ratio (R2=0.92)
Keywords : acid soluble lignin, delignification, Klason lignin, monomers lignin,
reactivity
iii
KARAKTERISTIK KIMIA LIGNIN SEPULUH JENIS KAYU
ANGGY EKA FITRIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan
Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015
iv
v
vi
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala berkatNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli ini ialah Karakteristik Kimia Lignin
Sepuluh Jenis Kayu.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir Deded Sarip Nawawi, M Sc
selaku pembimbing yang telah sabar membimbing serta banyak memberikan saran
dalam pelaksanaan penelitian tersebut. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada ayah, ibu, adik, seluruh keluarga, serta sahabat atas segala doa dan
dukungannya dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Anggy Eka Fitriana
vii
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Pengukuran Kadar air
3
Persiapan Sampel Bebas Zat Ekstraktif
3
Penentuan Kadar Lignin Klason
4
Kadar Lignin Terlarut Asam (Acid-Soluble Lignin)
4
Pengukuran Monomer Lignin
5
Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Kadar Lignin
6
Nisbah Monomer Siringil/Guaiasil Lignin
7
Korelasi Nisbah Siringil/Guaiasil dengan Kadar Lignin Klason dan Lignin
Terlarut Asam
8
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
RIWAYAT HIDUP
14
viii
DAFTAR TABEL
1. Jenis kayu yang dianalisis
2. Produk pirolisis monomer siringil dan guaiasil lignin
3
5
DAFTAR GAMBAR
1. Tipe monomer unit siringil dan guaiasil lignin
2. Kadar lignin total, lignin klason dan lignin terlarut asam pada sepuluh
jenis kayu
3. Nisbah siringil/guasiasil pada sepuluh jenis kayu yang diteliti
4. Korelasi lignin klason dengan nisbah siringil/guaiasil
5. Korelasi lignin terlarut asam dengan nisbah siringil/guaiasil
5
6
8
9
9
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Lignin merupakan senyawa aromatik yang terdiri atas unit fenilpropana,
yang saling berikatan dengan ikatan eter atau ikatan karbon membentuk polimer
bercabang dengan struktur tiga dimensi (Sjostrom 1995). Dari segi morfologi,
lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah majemuk
dan dalam dinding sel. Selama perkembangan sel, lignin dikategorikan sebagai
komponen terakhir dalam dinding sel yang dapat menembus di antara fibril-fibril
sehingga dapat memperkuat dinding sel (Fengel & Wegener 1984).
Lignin pada kayu daun jarum merujuk pada lignin guaiasil karena elemen
strukturnya diturunkan dari koniferil alkohol (lebih dari 90%) dan sisanya
mengandung parahidroksifenil. Lignin kayu daun lebar umumnya disebut lignin
siringil guaiasil dengan penyusun utamanya adalah unit-unit koniferil alkohol dan
sinapil alkohol dengan nisbah yang beragam. Struktur bangun lignin adalah ikatan
bersama dari rantai/ikatan eter (C-O-C) dan ikatan karbon-karbon (C-C). Ikatan
antar unit tersebut (lebih dari dua per tiga adalah ikatan eter) pada lignin kayu
daun lebar dan kayu daun jarum membentuk struktur β-O-4 (Gullichsen &
Paulapuro 2004). Kadar lignin dalam kayu daun jarum sekitar 26-32%, sedangkan
kayu daun lebar berkadar lignin sekitar 20-25% lignin (Sjostrom 1995). Perbedaan
lignin kayu daun jarum dan kayu daun lebar ditunjukkan pula oleh kadar lignin
terlarut asam. Kayu daun lebar umumnya berkadar lignin terlarut asam sekitar 15%, sedangkan kayu daun jarum lebih kecil dari 1%.
Lignin pada tumbuhan berfungsi sebagai pelindung dari serangan
mikroorganisme dan pemberi kekuatan mekanis pohon. Lignin juga berpengaruh
positif terhadap sifat dan pengolahan kayu antara lain terhadap kerapatan kayu,
sifat mekanis kayu, dan nilai kalor kayu. Sifat kimia lignin dan reaktifitasnya
banyak dipelajari berkaitan dengan proses pemisahan serat pulp dari bahan baku
kayu melalui proses pulping (Casey 1980).
Dalam kaitannya dengan reaksi delignifikasi dalam proses pulping, diantara
sifat kimia lignin yang penting untuk diketahui adalah kadar lignin, tipe monomer
penyusun lignin dan tipe ikatan kimia antar monomernya. Kadar lignin secara
kuantitatif merupakan faktor yang berpengaruh terhadap konsumsi bahan kimia
selama proses pulping. Tipe monomer lignin berpengaruh terhadap reaktifitas
lignin. Hal ini disebabkan setiap tipe monomer memiliki reaktifitas yang berbeda.
Unit siringil lignin bersifat lebih reaktif dibandingkan dengan unit guaiasil dalam
delignifikasi alkali (Shimizu et al. 2012, Tsutsumi et al. 1995).
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan adanya korelasi positif antara
nisbah siringil/guaiasil dalam lignin kayu daun lebar dengan kadar lignin terlarut
asam (Nawawi & Sari 2011, Matsushita et al. 2004), sehingga kadar lignin
terlarut asam diduga bisa menjadi parameter penduga reaktifitas lignin. Hal ini
sejalan dengan Gonzales et al. (1999) bahwa kayu dengan nisbah siringil/guaiasil
tinggi lebih mudah didelignifikasi selama proses pulping alkali. Oleh karena itu
pengetahuan tentang lignin sebagai salah satu komponen kimia penyusun kayu
diperlukan terkait dengan optimalisasi proses pulping dalam industri pulp dan
kertas (Gulichsen & Paulapuro 2004). Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis
2
keragaman kadar dan sifat kimia lignin, meliputi kadar lignin klason, lignin
terlarut asam, dan nisbah siringil/guaiasil pada sepuluh jenis kayu daun lebar.
Perumusan Masalah
Kadar lignin dan sifat kimianya merupakan informasi dasar bagi pengolahan
kayu secara kimia, misalnya dalam proses delignifikasi pulping alkali.
Berdasarkan ligninnya, bahan baku pulp diharapkan berkadar lignin rendah atau
mudah didelignifikasi. Penelitian tentang karakteristik lignin jenis kayu daun lebar
yang tumbuh di Indonesia belum banyak diteliti. Dengan demikian, perlu
dilakukan penelitian mengenai keragaman lignin dan sifat kimianya sebagai dasar
pengolahan kayu yang lebih baik yang mencakup :
1. Bagaimana karakteristik lignin pada sepuluh jenis kayu daun lebar?
2. Adakah korelasi antara kandungan lignin klason, lignin terlarut asam,
lignin total dengan polimer penyusun lignin?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa kadar lignin dan komposisi
monomer penyusun lignin sepuluh jenis kayu. Kadar lignin dinyatakan dalam
kadar lignin klason dan kadar lignin terlarut asam, sedangkan komposisi monomer
penyusun lignin diduga dengan nisbah unit siringil/guiasil lignin.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kadar
lignin sepuluh jenis kayu daun lebar dan korelasinya dengan reaktifitas lignin.
Informasi tersebut penting untuk pemilihan dan pemanfaatan sumberdaya kayu
sebagai bahan baku pulp.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai Oktober 2014 bertempat
di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian
Bogor. Pengujian lignin terlarut asam dilakukan di Laboratorium Kimia Bersama,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Analisis Pirolisis Gas Kromatografi Spektrophotometer Massa (Pyr-GC-MS)
dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Kementerian
Kehutanan di Bogor.
Bahan
Jenis kayu yang diteliti terdiri atas sepuluh jenis kayu seperti disajikan
Tabel 1. Contoh uji diambil dari campuran bagian kayu gubal dan teras.
3
Tabel 1 Jenis kayu yang dianalisis
No
1
2
3
4
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Nama Lokal
Pinus
Ulin
Kecapi
Jabon
Gmelina
Api-api
Mangium
Melinjo
Mindi
Sengon
Nama Botani
Pinus merkusii Jungh et deVries
Eusideroxylon zwagery Terysm, & Binnend
Sandoricum koetjape (Burm f) Merr)
Anthocephalus cadamba (Roxb) Miq
Gmelina arborea Roxb
Avicennia sp.
Acacia mangium Willd
Gnetum gnemon Linn
Melia azedarach
Paraserienthes falcataria
Bahan kimia yang digunakan antara lain etanol-benzena (1:2), etanol 95%,
benzena (C6H6), natrium hidroksida (NaOH), aquades, asam asetat (CH3COOH),
asam sulfat (H2SO4) 72%, asam klorida (HCl), dan aquades.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain willey mill dan alat
penyaring bertingkat untuk penyiapan sampel uji ukuran 40-60 mesh. Penyiapan
sampel uji bebas zat ekstraktif dilakukan dengan alat ekstraksi Sokhlet. Pengujian
kadar lignin terlarut asam menggunakan spektrophotometer UV dan penentuan
nisbah siringil/guaiasil menggunakan alat Pirolisis-Gas Kromatografi
Spektrophotometer Massa (Pyr-GCMS) Shimadzu QP 2010 Ultra, Pirolizer PY
2020is. Peralatan pendukung lainya antara lain oven pengering, waterbath,
timbangan, dan peralatan gelas laboratorium.
Pengukuran Kadar Air
Serbuk kayu (2 g) dikeringkan dalam oven pengering selama 24 jam pada
suhu 103 ± 2 ºC atau hingga berat keringnya konstan. Serbuk didinginkan dalam
desikator dan ditimbang berat keringnya. Kadar air dinyatakan sebagai berat air
terhadap berat kering contoh uji yang dinyatakan dalam persen.
Kadar air dihitung dengan rumus:
Keterangan:
BA
= Berat serbuk awal (g)
BKT
= Berat serbuk kering oven (g)
Persiapan Sampel Bebas Zat Ekstraktif
Serbuk kayu (10 g) disiapkan dalam thimbel ekstraksi dan ditempatkan
dalam alat sokhlet. Ekstraki dilakukan dengan 250 ml larutan campuran ethanolbenzena (1:2) selama 8 jam. Sirkulasi ekstraksi dijaga pada kondisi minimal 4 kali
per jam ekstraksi. Setelah ekstraksi sampel dicuci dengan etanol dan diangin-
4
anginkan untuk menghilangkan sisa pelarut. Sampel kemudian diekstrak dengan
air panas selama 3 jam. Sampel dioven pada suhu 103±2 ºC sampai beratnya
konstan.
Keterangan
A = Berat sampel kering awal (g)
B = Berat sampel kering oven (g)
Penentuan Kadar Lignin Klason
Penentuan kadar lignin klason dilakukan dengan mengacu pada standar
TAPPI 222 om-88 dengan modifikasi (Dence 1992). Sebanyak 0.5 g serbuk kayu
bebas zat ekstraktif ditambahkan dengan 5 ml asam sulfat 72% dan didiamkan
pada suhu kamar selama 3 jam. Setelah itu hidrolisis dilanjutkan dengan alat
autoclave selama 30 menit pada suhu 121 oC. Lignin kemudian disaring dan
dibilas menggunakan air sampai bebas asam. Residu lignin dioven pada suhu 103
± 2 ºC selama 24 jam, kemudian didinginkan dan ditimbang. Kadar lignin klason
dinyatakan dalam persen terhadap bobot kering sampel kayu.
Kadar lignin klason diperoleh melalui rumus :
Lignin (%) =
x 100
Keterangan :
BKTA = Berat kering lignin (g)
BKTB = Berat kering serbuk awal (g)
Kadar Lignin Terlarut Asam (Acid-Soluble Lignin)
Kadar lignin terlarut asam diukur dari filtrat hasil penyaringan lignin klason.
Filtrat tersebut diuji dengan alat spektrophotometer. Pengukuran dilakukan
dengan absorban UV pada panjang gelombang 205 nm dengan menggunakan
koefisien absorpsi 110L/g.cm. Pengukuran larutan blanko menggunakan 5 ml
larutan asam sulfat 72% diencerkan menjadi 500ml.
Kadar lignin terlarut asam dapat dihitung dengan rumus:
Konsentrasi lignin terlarut asam =
x
Kadar lignin terlarut asam (%) =
Keterangan :
A
CV
x 100
= Nilai absorbs pada alat spektrophotometer
= Faktor pengenceran larutan
= Konsentrasi lignin terlarut asam (g/l)
= Berat kering sampel kayu (g)
5
Pengukuran Monomer Lignin
Tipe monomer penyususn lignin, unit guaiasil dan siringil, diukur
menggunakan alat Pyrolisis Gas Kromatografi Spektrophotometer Massa (PyrGCMS) Shimadzu QP 2010 Ultra, Pirolizer PY 2020is. Nisbah siringil/guaiasil
dihitung berdasarkan nisbah area puncak kromatogram dari produk pirolisis unit
siringil dan guaiasil lignin yang disajikan pada Tabel 2 (Dence 1992). Pengukuran
monomer tersebut dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan,
Kementerian Kehutanan, Bogor.
Gambar 1 Tipe monomer unit siringil dan guaiasil lignin
Tabel 2 Produk pirolisis monomer siringil dan guaiasil lignin
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Siringil
Syringol
Vinylsyringol
Ethylsyringol
Siringilacetone
Homosyringaldehyde
Methylsyringol
Syringaldehide
Acetosyringone
Propiosyringone
Allyl-+propenyl-syringol
Sinapaldehyde
Guaiasil
Guaiacol
Vinylguaiacol
Ethylguaiacol
Homovanilin
Conyferyl alcohol
Methylguaiacol
Vanilin
Acetoguaiacone
Propioguaiacone
Allyl-+propenyl-guaiacol
Coniferylaldehyde
Sumber : Dence (1992).
Analisis Data
Analisis data dilakukan dengan program Microsoft Excel 2010 untuk
menduga korelasi antar variabel. Data penelitian ditampilkan dalam bentuk tabel,
grafik, dan korelasi terhadap nilai rata-rata dari masing-masing tiga ulangan.
Penentuan proporsi monomer penyusun lignin diukur berdasarkan produk turunan
hasil pirolisis menurut Dence (1992).
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Lignin
Kadar lignin pada kayu dinyatakan sebagai lignin total, lignin klason dan
lignin terlarut asam. Lignin klason merupakan residu hasil reaksi hidrolisis dan
kondensasi dengan menggunakan asam sulfat 72% dan 3%, sedangkan lignin
terlarut asam adalah fraksi lignin terlarut selama reaksi tersebut (Yasuda et al.
2001). Kadar lignin sepuluh jenis kayu yang diuji sangat beragam berkisar 20.5134.43% (lignin klason) dan 0.3-2.29% (lignin terlarut asam). Kadar lignin jenis
kayu tersebut menunjukkan karateristik umumnya jenis kayu tropis. Pada
penelitian ini, jenis kayu daun lebar yang diuji berkadar lignin lebih tinggi
dibandingkan dengan jenis kayu daun lebar daerah temperate. Fengel dan
Wegener (1984) mengkompilasi data kadar lignin klason jenis kayu tropis
berkisar 21.1-38.8% (rataan 29.84%), lebih tinggi dibandingkan dengan kadar
lignin kayu temperate yang berkisar 17.6-31.8% (rataan 23.43%). Kadar lignin
terlarut asam sangat berbeda ditunjukkan oleh jenis kayu daun jarum dan kayu
daun lebar.
Kadar lignin klason dan total (%)
35
Lignin Klason (%)
Kayu daun jarum
Lignin Total (%)
Lignin Terlarut Asam (%)
Kayu daun lebar
30
9
8
7
25
6
20
5
15
4
3
10
2
5
1
0
0
Jenis kayu
Gambar 2 Kadar lignin total, lignin klason dan lignin terlarut asam pada sepuluh
jenis kayu
Sejalan dengan hasil penelitian sebelumnya (Akiyama et al. 2005), kadar
lignin terlarut asam jenis kayu daun jarum (P. merkusii) lebih rendah
dibandingkan dengan jenis kayu daun lebar (Gambar 2). Kadar lignin terlarut
asam jenis kayu daun lebar beragam dengan kisaran cukup lebar berkisar 0.32.29% terhadap bobot kayu atau berkisar 1.05-8.6% terhadap lignin total.
Diantara jenis kayu daun lebar terdapat kadar lignin sangat kontras antara
kayu Ulin dengan kayu Api-api. Kayu Ulin berkadar lignin klason tinggi dan
Kadar lignin terlarut asam (%)
10
40
7
berkadar lignin terlarut asam rendah sedangkan kayu Api-api berkadar lignin
klason rendah dan berkadar lignin terlarut asam tinggi. Hal ini diduga berkaitan
dengan perbedaan komposisi monomer lignin kedua jenis kayu tersebut. Indikasi
tersebut ditunjukkan oleh kayu Melinjo, walaupun jenis kayu ini termasuk
kelompok gimnospermae seperti kayu daun jarum tetapi memiliki kadar lignin
terlarut asam tinggi seperti jenis kayu daun lebar karena ligninnya bertipe
siringil/guaiasil yang berbeda dari jenis kayu daun jarum umumnya.
Selama prosedur penentuan lignin klason, unit siringil lignin membentuk
produk lignin-karbohidrat terlarut asam, terutama dalam bentuk ikatan C-glikosida
dari lignin dengan hemiselulosa (Matsushita et al. 2004). Selain itu Yasuda et al.
(2001) menambahkan bahwa sebagian besar lignin terlarut asam berasal dari
siringil lignin. Lignin terlarut asam pada jenis kayu daun jarum berkisar 0.2-0.5%
dan pada kayu daun lebar sebesar 1-5% (Akiyama et al. 2005, Fengel & Wegener
1984).
Gambar 2 menunjukkan bahwa jenis kayu berkadar lignin klason tinggi
mempunyai kadar lignin terlarut asam rendah. Penelitian Akiyama et al. (2005)
menunjukkan adanya korelasi antara kadar lignin terlarut asam dengan kadar
metoksil lignin. Tingginya kadar metoksil ini sangat mungkin berkaitan dengan
tingginya proporsi unit siringil dalam lignin, karena kadar metoksil ditemukan
berkorelsi positif dengan nisbah siringil/guaiasil (Obst 1982, Obst & Ralph 1983).
Hal ini karena tipe monomer lignin memiliki perbedaan kadar metoksil. Unit
siringil lignin memiliki dua gugus metoksil per unit monomer, sedangkan unit
guaiasil memiliki satu gugus metoksil. Oleh sebab itu proporsi cincin aromatik
penyusun kayu daun lebar (nisbah siringil/guiasil) dapat diduga dari kandungan
metoksilnya.
Dugaan tersebut sejalan dengan data hasil penelitian ini yang disajikan pada
Gambar 2, kayu Pinus berkadar lignin terlarut asam paling rendah dan lignin
klason yang tinggi. Pinus merupakan jenis kayu daun jarum yang umumnya
disusun oleh lignin dari unit guaiasil dan p-hidroksifenil (Fengel & Wegener 1985,
Sjostrom 1995). Fraksi lignin terlarut asam pada kayu daun lebar lebih tinggi
dibandingkan dengan kayu daun jarum (Akiyama et al. 2005) karena lignin kayu
daun lebar disusun oleh unit siringil selain dari guaiasil lignin.
Sementara itu walaupun termasuk kelompok gimnospermae, kayu Melinjo
memiliki kadar lignin terlarut asam tinggi sama dengan jenis kayu daun lebar. Hal
ini mungkin berkaitan dengan struktur kimia lignin kayu Melinjo yang berbeda
dari umumnya jenis kayu daun jarum. Kayu Melinjo walaupun termasuk ke dalam
kelompok gimnospermae akan tetapi memiliki ciri yang menyerupai jenis kayu
daun lebar seperti terdapatnya vessel dalam jaringan kayunya dan struktur
ligninnya yang mengandung unit siringil (Melvin & Stewart 1969)
Nisbah Monomer Siringil/Guaiasil Lignin
Berdasarkan unsur strukturalnya, lignin dibagi ke dalam kelompok lignin
guaiasil dan lignin siringil/guaiasil. Lignin guaiasil terdapat pada kayu daun
jarum, dengan monomer koniferil alkohol sedangkan lignin siringil/guaiasil
terdapat pada kayu daun lebar, dengan monomer koniferil alkohol dan sinapil
alkohol (Fengel & Wegener 1984).
Nisbah siringil/guaiasil
3
Nisbah S/G
Lignin Klason
2
1
0
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Jenis kayu
Gambar 3 Nisbah siringil/guasiasil pada sepuluh jenis kayu
Gambar 3 menunjukkan bahwa jenis kayu daun lebar yang diuji memiliki
nisbah siringil/guaiasil dengan kisaran yang lebar (0.15-2.46). Jenis kayu daun
lebar berkadar lignin lebih rendah memiliki proporsi unit siringil lebih tinggi yang
ditunjukkan oleh lebih tingginya nisbah siringil/guaiasil. Pada Gambar 2 kayu
Melinjo secara khusus digabung dengan jenis kayu daun lebar berdasarkan
karakteristik kimia ligninnya. Walaupun kayu Melinjo termasuk jenis kayu
gimnospermae tetapi berdasarkan komposisi monomer ligninnya lebih
menyerupai lignin jenis kayu daun lebar.
Kisaran nisbah siringil/guaiasil lignin jenis kayu yang diteliti sesuai dengan
yang dikemukakan oleh Shao et al. (2008) bahwa nisbah siringil guaiasil beragam
sesuai dengan jenis kayunya dan berada pada kisaran 1 sampai 4. Pada jenis kayu
daun lebar unit monomer penyusun lignin ini diduga berperan penting dalam
menentukan kandungan lignin terlarut asam pada kayu. Hal ini sesuai dengan
yang disampaikan oleh Matsushita et al. (2004), bahwa jenis kayu daun lebar
yang memiliki kandungan metoksil yang tinggi dapat menghasilkan lignin terlarut
asam yang tinggi pula, dan kadar metoksil berkaitan dengan unit siringil lignin.
Matsushita et al. (2007) menemukan bahwa dalam larutan asam sulfat, unit
siringil memiliki reaktifitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan unit guaiasil.
Perbedaan reaktifitas pada monomer lignin dalam sistem alkali akan berpengaruh
pada efisiensi proses pulping. Oleh karena itu lignin jenis kayu daun lebar yang
mempunyai nisbah siringil/guaiasil tinggi cenderung mempunyai reaktifitas yang
tinggi. Hal tersebut dapat dihubungkan pada gejala yang sering ditemukan pada
reaksi delignifikasi dalam proses pulping, dimana jenis kayu dengan kadar lignin
yang hampir sama namun berbeda ketika diproses pulping.
Korelasi Nisbah Siringil/Guaiasil dengan Kadar Lignin Klason dan Lignin
Terlarut Asam
Korelasi negatif antara kadar lignin klason dengan nisbah siringil/guiasil
ditunjukkan pada Gambar 4. Korelasi tersebut menunjukkan salah satu faktor
penyebab lebih mudahnya lignin jenis kayu daun lebar dalam proses pulping
Kadar lignin klason (%)
8
9
dibandingkan dengan jenis kayu daun jarum. Lignin jenis kayu daun jarum
didominasi oleh unit monomer guaiasil (90%) dan sisanya unit p-hidroksifenil
(Fengel & Wegener 1984). Nisbah siringil/guaiasil berkaitan erat dengan
reaktifitas ligninnya. Unit siringil lignin lebih reaktif dibandingkan dengan unit
guaiasil dalam proses pulping alkali (Tsutsumi et al. 1995, Shimizu et al. 2012).
Korelasi ini diduga berkaitan dengan perbedaan struktur kimia lignin siringil dan
guaiasil. Lignin guaiasil cenderung lebih rapat dengan tipe ikatan karbon-karbon
lebih tinggi dibandingkan dengan lignin siringil (Fengel & Wegener 1984)
sehingga lebih sulit didelignifikasi dalam proses pulping.
Kadar lignin klason (%)
40
y = -4.097x + 31.38
R² = 0.672
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
Nisbah siringil/guaiasil
Kadar lignin terlarut asam (%)
Gambar 4 Korelasi lignin klason dengan nisbah siringil/guaiasil
3
y = 0.975x + 0.387
R² = 0.924
2
1
0
0
1
2
3
Nisbah siringil/guaiasil
Gambar 5 Korelasi lignin terlarut asam dengan nisbah siringil/guaiasil
Jika merujuk pada hasil penelitian Matsushita et al. (2004), pembentukan
lignin terlarut asam berkaitan dengan unit siringil dalam lignin. Maka hal tersebut
sejalan dengan korelasi yang ditunjukkan pada Gambar 5. Hal ini menguatkan
dugaan bahwa pembentukan lignin terlarut asam lebih berkorelasi dengan
reaktifitas lignin yang ditentukan oleh perbedaan reaktifitas dari unit monomer
penyusun lignin. Unit siringil dalam lignin lebih reaktif dibandingkan dengan unit
10
guaiasil (Matsushita et al. 2007), sehingga unit siringil merupakan salah satu
faktor penentu dalam pembentukan lignin terlarut asam dengan metode klason.
Implikasi penting dari korelasi tersebut adalah kadar lignin terlarut asam bisa
menjadi salah satu faktor penduga reaktifitas lignin jenis kayu daun lebar dalam
kaitannya dengan proses pulping. Tsutsumi et al. (1995) dan Shimizu et al. (2012)
menemukan bahwa unit siringil lebih mudah didelignifikasi dibandingkan dengan
unit guaiasil. Bahkan Gonzales et al. (1999) menjadikan nisbah siringil/guaiasil
lignin sebagai indikator reaktifitas lignin dalam pulping alkali.
11
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kadar lignin klason sepuluh jenis kayu kayu daun lebar dan daun jarum
berkisar 20.51-34.4% dan lignin terlarut asam berkisar 0.31-2.8%. Kadar lignin
terlarut asam pada kayu daun jarum lebih rendah dibandingkan dengan kayu daun
lebar. Jenis kayu daun lebar yang memiliki kadar lignin klason lebih tinggi
memiliki kadar lignin terlarut asam lebih rendah. Pembentukan lignin terlarut
asam berkorelasi positif dengan nisbah siringil/guaiasil. Lignin kayu daun lebar
yang diuji terutama disusun oleh monomer siringil/guaiasil dengan nisbah
berkisar 0-2.46. terdapat korelasi positif antara kadar lignin terlarut asam dengan
nisbah siringil/guaiasil (R2=0.92).
Saran
Untuk menjadikan kadar lignin terlarut asam sebagai penduga reaktifitas
lignin saat proses pulping, masih diperlukan penelitian lebih lanjut mengingat
sangat beragamnya jenis kayu daun lebar di Indonesia dengan karakter kimia
lignin berbeda.
12
DAFTAR PUSTAKA
Akiyama T, Goto H, Nawawi DS, Syafii W, Matsumoto Y, Meshitsuka G. 2005.
Erythro/threo ratio of ß-0-4-structures as an important structural characteristic
of lignin. Part 4: variation in the erythro/threo ratio in softwood and hardwood
lignins and its relation to syringil/guaiacyl ratio. Holzforschung. 59: 276-281
Casey JP. 1980. Pulp and Paper Chemistry Technology. 3rd edition. Vol. IA. New
York: Willey Interscience Publisher
Dence CW. 1992. The Determination of Lignin. In; Lin SY, Dence CW (Eds).
Method in Lignin Chemistry. Springer-Verlag. Berlin
Fengel D, Wegener G. 1984. Wood, chemistry, ultrastucture, reaction. Berlin
(DE): Walter de Gruyter
Gonzalez VFJ, Almendros G, Rio JC, Martin F, Gutierez A, Romero J. 1999. Ease
of delignification assessment of wood from different eucalyptus species by
pyrolysis (TMAH)-GC/MS and CP/MAS 13 C-NMR spectrometry. Journal of
Analytical and Applied Pyrolysis. 49: 295-305.
Gullichsen J, Paulapuro H. 2004. Papermaking Science and Technology : Forest
product Chemistry, Book 3. Finnish Paper Enginers Association and TAPPI.
Helsinki
Matsushita Y, Kakehi A, Miyawaki S, Yasuda S. 2004. Formation and chemical
structures of acid soluble lignin II. Reaction of aromatic nuclei model
compound with xylan in the presence of a counterpart for condensation, amd
behavior of lignin model compound with guaiacyl and syringyl nuclei in 72%
sulfuric acid. Journal of Wood Science 50:133-141
Matsushita Y, Sano H, Imai T, Fukushima K. 2007. Phenolization of hardwood
sulfuric acid lignin and comparison of behavior of the syringil and guaiacyl
units in lignin. Journal of Wood Science 53:67-70
Melvin JF, Stewart CH. 1969. The chemical composition of the wood of Gnetum
gnemon. Holzforschung. 23 (2) : 51-56
Nawawi DS, Sari DL. 2011. Keragaman kadar lignin pada jenis kayu daun lebar
tropis. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan. 4(2): 65-69
Obst JR. 1982. Guaiacyl and syringil lignin compositition in hardwood cell
component. Holzforschung 36:146-152
Obst JR, Ralph J. 1983. Characterization of hardwood lignin: Investigation of
syringyl/guaiacyl composition by 13c nuclear magnetic resonance
spectroscopy. Holzforschung 37:297-302
Shao S, Jin Z, Weng YH. 2008. Lignin characteristics of Abies beshanzuensis, a
critically endangered tree species. Journal of Wood Science 54:81-86
Shimizu S, Yokoyama T, Akiyama T, Matsumoto Y. 2012. Reactivity of lignin
with different composition of aromatic syringyl/guaiacyl structures and
erythro/threo side chain structures in β-O-4 type during alkaline
delignification: as a basis for the different degradability of hardwood and
softwood lignin. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60: 6471−6476
Sjostrom E. 1991. Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. London:
Academic Press, Inc
13
Tsutsumi Y, Kondo R, Sakai K, Imamura H. 1995. The difference of reactivity
between syringil lignin and guaiacyl lignin in alkaline system. Holzforschung
49:423-428
Yasuda S, Fukushima K, Kakehi A. 2001. Formation and chemical structures of
acid soluble lignin I: sulfuric acid treatment time and acid soluble lignin
content of hardwood. Journal of Wood Science 47:69-72
14
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kudus, Jawa Tengah pada tanggal 31 Maret 1993.
Penulis merupakan anak pertama dari dua orang bersaudara dalam keluarga Bapak
Mardiyanto dan Ibu Sri Mintarti. Jenjang pendidikan formal yang telah dilalui
oleh penulis adalah SDN 01 Mlati Lor Kudus pada tahun 2005. Penulis
melanjutkan ke sekolah menengah pertama di SMP Negeri 1 Pekalongan dan
lulus pada tahun 2008. Dan masuk ke SMA Negeri 3 Pekalongan dan lulus pada
tahun 2011.
Pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian
Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Perguruan Tinggi Negeri
(SNMPTN) di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian
Bogor. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang antara lain
Praktek Pengelolaan Ekosistem Hutan (PPEH) pada bulan Juni 2013 di BKPH
Sancang Barat serta BKPH Kamojang, Jawa Barat. Kemudian pada bulan Juli
2014 penulis melakukan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Gunung Walat
(HPGW) Sukabumi, Jawa Barat. Penulis juga melakukan Praktek Kerja Lapang
di PGT. Paninggaran Pekalongan, Jawa Tengah pada bulan Januari- Maret 2015.
Selama masa kuliah penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur
Tanah dan Pemetaan Wilayah tahun 2013. Selama menjalani studi di Institut
Pertanian Bogor (IPB) penulis aktif di kegiatan kemahasiswaan seperti Sylva
Indonesia.
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan penyusunan
skripsi dengan judul ”Karakteristik Kimia Lignin Sepuluh Jenis Kayu” dibawah
bimbingan Bapak Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc.
ANGGY EKA FITRIANA
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Karakteristik Kimia
Lignin Sepuluh Jenis Kayu” adalah benar karya saya sendiri dengan bimbingan
dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Anggy Eka Fitriana
NIM E24110048
ii
ABSTRAK
ANGGY EKA FITRIANA. Karakteristik Kimia Lignin Sepuluh Jenis Kayu. Di
bawah bimbingan DEDED SARIP NAWAWI
Lignin adalah komponen kimia yang banyak diperhatikan terkait dengan
proses pulping. Kadar dan reaktifitas lignin mempengaruhi kemudahan reaksi
delignifikasi selama proses pulping. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa
karakteristik kimia lignin sepuluh jenis kayu; yang dinyatakan sebagai lignin total,
lignin klason, lignin terlarut asam dan nisbah siringi/guaiasil. Lignin total
merupakan penjumlahan dari lignin klason dan lignin terlarut asam. Kadar lignin
memiliki variasi yang lebar antar spesies. Kadar lignin klason berkisar 20.5134.4% dan lignin terlarut asam berkisar 0.31-2.8%. Jenis kayu yang memiliki
kadar lignin klason rendah cenderung memiliki kadar lignin terlarut asam dan
nisbah siringil/guaiasil tinggi. Terdapat korelasi positif antara lignin terlarut asam
dan nisbah siringi/guaiasil (R2=0.92).
Kata kunci : delignifikasi, lignin klason, lignin terlarut asam, monomer lignin,
reaktifitas
ABSTRACT
ANGGY EKA FITRIANA. Chemical Characteristic of Lignin in the Ten Wood
Species. Supervised by DEDED SARIP NAWAWI.
Lignin is a chemical component of wood which was concerned in relation to
pulping process. The content and reactivity of lignin affect the easiness of
delignification in the pulping process. This research aimed to analyze the
chemical characteristics of lignin in the ten wood species; which were expressed
as total lignin, Klason lignin, acid-soluble lignin, and syringil/guiacyl ratio. Total
lignin was defined as a sum of Klason and acid-soluble lignin. Lignin content
varied widely between wood species. Klason lignin was 20.51-34.3% and acidsoluble lignin was 0.31-2.8%. Wood species having lower lignin content tend to
have higher acid-soluble lignin and syringil/guaiacyl ratios. Consequently, there
was clear and positive correlation between acid-soluble lignin and
syringil/guaiacyl ratio (R2=0.92)
Keywords : acid soluble lignin, delignification, Klason lignin, monomers lignin,
reactivity
iii
KARAKTERISTIK KIMIA LIGNIN SEPULUH JENIS KAYU
ANGGY EKA FITRIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Kehutanan
Departemen Hasil Hutan
DEPARTEMEN HASIL HUTAN
FAKULTAS KEHUTANAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2015
iv
v
vi
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala berkatNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli ini ialah Karakteristik Kimia Lignin
Sepuluh Jenis Kayu.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir Deded Sarip Nawawi, M Sc
selaku pembimbing yang telah sabar membimbing serta banyak memberikan saran
dalam pelaksanaan penelitian tersebut. Ungkapan terima kasih juga disampaikan
kepada ayah, ibu, adik, seluruh keluarga, serta sahabat atas segala doa dan
dukungannya dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Anggy Eka Fitriana
vii
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
viii
DAFTAR GAMBAR
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
3
Pengukuran Kadar air
3
Persiapan Sampel Bebas Zat Ekstraktif
3
Penentuan Kadar Lignin Klason
4
Kadar Lignin Terlarut Asam (Acid-Soluble Lignin)
4
Pengukuran Monomer Lignin
5
Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Kadar Lignin
6
Nisbah Monomer Siringil/Guaiasil Lignin
7
Korelasi Nisbah Siringil/Guaiasil dengan Kadar Lignin Klason dan Lignin
Terlarut Asam
8
SIMPULAN DAN SARAN
11
Simpulan
11
Saran
11
DAFTAR PUSTAKA
12
RIWAYAT HIDUP
14
viii
DAFTAR TABEL
1. Jenis kayu yang dianalisis
2. Produk pirolisis monomer siringil dan guaiasil lignin
3
5
DAFTAR GAMBAR
1. Tipe monomer unit siringil dan guaiasil lignin
2. Kadar lignin total, lignin klason dan lignin terlarut asam pada sepuluh
jenis kayu
3. Nisbah siringil/guasiasil pada sepuluh jenis kayu yang diteliti
4. Korelasi lignin klason dengan nisbah siringil/guaiasil
5. Korelasi lignin terlarut asam dengan nisbah siringil/guaiasil
5
6
8
9
9
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Lignin merupakan senyawa aromatik yang terdiri atas unit fenilpropana,
yang saling berikatan dengan ikatan eter atau ikatan karbon membentuk polimer
bercabang dengan struktur tiga dimensi (Sjostrom 1995). Dari segi morfologi,
lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah majemuk
dan dalam dinding sel. Selama perkembangan sel, lignin dikategorikan sebagai
komponen terakhir dalam dinding sel yang dapat menembus di antara fibril-fibril
sehingga dapat memperkuat dinding sel (Fengel & Wegener 1984).
Lignin pada kayu daun jarum merujuk pada lignin guaiasil karena elemen
strukturnya diturunkan dari koniferil alkohol (lebih dari 90%) dan sisanya
mengandung parahidroksifenil. Lignin kayu daun lebar umumnya disebut lignin
siringil guaiasil dengan penyusun utamanya adalah unit-unit koniferil alkohol dan
sinapil alkohol dengan nisbah yang beragam. Struktur bangun lignin adalah ikatan
bersama dari rantai/ikatan eter (C-O-C) dan ikatan karbon-karbon (C-C). Ikatan
antar unit tersebut (lebih dari dua per tiga adalah ikatan eter) pada lignin kayu
daun lebar dan kayu daun jarum membentuk struktur β-O-4 (Gullichsen &
Paulapuro 2004). Kadar lignin dalam kayu daun jarum sekitar 26-32%, sedangkan
kayu daun lebar berkadar lignin sekitar 20-25% lignin (Sjostrom 1995). Perbedaan
lignin kayu daun jarum dan kayu daun lebar ditunjukkan pula oleh kadar lignin
terlarut asam. Kayu daun lebar umumnya berkadar lignin terlarut asam sekitar 15%, sedangkan kayu daun jarum lebih kecil dari 1%.
Lignin pada tumbuhan berfungsi sebagai pelindung dari serangan
mikroorganisme dan pemberi kekuatan mekanis pohon. Lignin juga berpengaruh
positif terhadap sifat dan pengolahan kayu antara lain terhadap kerapatan kayu,
sifat mekanis kayu, dan nilai kalor kayu. Sifat kimia lignin dan reaktifitasnya
banyak dipelajari berkaitan dengan proses pemisahan serat pulp dari bahan baku
kayu melalui proses pulping (Casey 1980).
Dalam kaitannya dengan reaksi delignifikasi dalam proses pulping, diantara
sifat kimia lignin yang penting untuk diketahui adalah kadar lignin, tipe monomer
penyusun lignin dan tipe ikatan kimia antar monomernya. Kadar lignin secara
kuantitatif merupakan faktor yang berpengaruh terhadap konsumsi bahan kimia
selama proses pulping. Tipe monomer lignin berpengaruh terhadap reaktifitas
lignin. Hal ini disebabkan setiap tipe monomer memiliki reaktifitas yang berbeda.
Unit siringil lignin bersifat lebih reaktif dibandingkan dengan unit guaiasil dalam
delignifikasi alkali (Shimizu et al. 2012, Tsutsumi et al. 1995).
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan adanya korelasi positif antara
nisbah siringil/guaiasil dalam lignin kayu daun lebar dengan kadar lignin terlarut
asam (Nawawi & Sari 2011, Matsushita et al. 2004), sehingga kadar lignin
terlarut asam diduga bisa menjadi parameter penduga reaktifitas lignin. Hal ini
sejalan dengan Gonzales et al. (1999) bahwa kayu dengan nisbah siringil/guaiasil
tinggi lebih mudah didelignifikasi selama proses pulping alkali. Oleh karena itu
pengetahuan tentang lignin sebagai salah satu komponen kimia penyusun kayu
diperlukan terkait dengan optimalisasi proses pulping dalam industri pulp dan
kertas (Gulichsen & Paulapuro 2004). Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis
2
keragaman kadar dan sifat kimia lignin, meliputi kadar lignin klason, lignin
terlarut asam, dan nisbah siringil/guaiasil pada sepuluh jenis kayu daun lebar.
Perumusan Masalah
Kadar lignin dan sifat kimianya merupakan informasi dasar bagi pengolahan
kayu secara kimia, misalnya dalam proses delignifikasi pulping alkali.
Berdasarkan ligninnya, bahan baku pulp diharapkan berkadar lignin rendah atau
mudah didelignifikasi. Penelitian tentang karakteristik lignin jenis kayu daun lebar
yang tumbuh di Indonesia belum banyak diteliti. Dengan demikian, perlu
dilakukan penelitian mengenai keragaman lignin dan sifat kimianya sebagai dasar
pengolahan kayu yang lebih baik yang mencakup :
1. Bagaimana karakteristik lignin pada sepuluh jenis kayu daun lebar?
2. Adakah korelasi antara kandungan lignin klason, lignin terlarut asam,
lignin total dengan polimer penyusun lignin?
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa kadar lignin dan komposisi
monomer penyusun lignin sepuluh jenis kayu. Kadar lignin dinyatakan dalam
kadar lignin klason dan kadar lignin terlarut asam, sedangkan komposisi monomer
penyusun lignin diduga dengan nisbah unit siringil/guiasil lignin.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kadar
lignin sepuluh jenis kayu daun lebar dan korelasinya dengan reaktifitas lignin.
Informasi tersebut penting untuk pemilihan dan pemanfaatan sumberdaya kayu
sebagai bahan baku pulp.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli sampai Oktober 2014 bertempat
di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian
Bogor. Pengujian lignin terlarut asam dilakukan di Laboratorium Kimia Bersama,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Analisis Pirolisis Gas Kromatografi Spektrophotometer Massa (Pyr-GC-MS)
dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Kementerian
Kehutanan di Bogor.
Bahan
Jenis kayu yang diteliti terdiri atas sepuluh jenis kayu seperti disajikan
Tabel 1. Contoh uji diambil dari campuran bagian kayu gubal dan teras.
3
Tabel 1 Jenis kayu yang dianalisis
No
1
2
3
4
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Nama Lokal
Pinus
Ulin
Kecapi
Jabon
Gmelina
Api-api
Mangium
Melinjo
Mindi
Sengon
Nama Botani
Pinus merkusii Jungh et deVries
Eusideroxylon zwagery Terysm, & Binnend
Sandoricum koetjape (Burm f) Merr)
Anthocephalus cadamba (Roxb) Miq
Gmelina arborea Roxb
Avicennia sp.
Acacia mangium Willd
Gnetum gnemon Linn
Melia azedarach
Paraserienthes falcataria
Bahan kimia yang digunakan antara lain etanol-benzena (1:2), etanol 95%,
benzena (C6H6), natrium hidroksida (NaOH), aquades, asam asetat (CH3COOH),
asam sulfat (H2SO4) 72%, asam klorida (HCl), dan aquades.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain willey mill dan alat
penyaring bertingkat untuk penyiapan sampel uji ukuran 40-60 mesh. Penyiapan
sampel uji bebas zat ekstraktif dilakukan dengan alat ekstraksi Sokhlet. Pengujian
kadar lignin terlarut asam menggunakan spektrophotometer UV dan penentuan
nisbah siringil/guaiasil menggunakan alat Pirolisis-Gas Kromatografi
Spektrophotometer Massa (Pyr-GCMS) Shimadzu QP 2010 Ultra, Pirolizer PY
2020is. Peralatan pendukung lainya antara lain oven pengering, waterbath,
timbangan, dan peralatan gelas laboratorium.
Pengukuran Kadar Air
Serbuk kayu (2 g) dikeringkan dalam oven pengering selama 24 jam pada
suhu 103 ± 2 ºC atau hingga berat keringnya konstan. Serbuk didinginkan dalam
desikator dan ditimbang berat keringnya. Kadar air dinyatakan sebagai berat air
terhadap berat kering contoh uji yang dinyatakan dalam persen.
Kadar air dihitung dengan rumus:
Keterangan:
BA
= Berat serbuk awal (g)
BKT
= Berat serbuk kering oven (g)
Persiapan Sampel Bebas Zat Ekstraktif
Serbuk kayu (10 g) disiapkan dalam thimbel ekstraksi dan ditempatkan
dalam alat sokhlet. Ekstraki dilakukan dengan 250 ml larutan campuran ethanolbenzena (1:2) selama 8 jam. Sirkulasi ekstraksi dijaga pada kondisi minimal 4 kali
per jam ekstraksi. Setelah ekstraksi sampel dicuci dengan etanol dan diangin-
4
anginkan untuk menghilangkan sisa pelarut. Sampel kemudian diekstrak dengan
air panas selama 3 jam. Sampel dioven pada suhu 103±2 ºC sampai beratnya
konstan.
Keterangan
A = Berat sampel kering awal (g)
B = Berat sampel kering oven (g)
Penentuan Kadar Lignin Klason
Penentuan kadar lignin klason dilakukan dengan mengacu pada standar
TAPPI 222 om-88 dengan modifikasi (Dence 1992). Sebanyak 0.5 g serbuk kayu
bebas zat ekstraktif ditambahkan dengan 5 ml asam sulfat 72% dan didiamkan
pada suhu kamar selama 3 jam. Setelah itu hidrolisis dilanjutkan dengan alat
autoclave selama 30 menit pada suhu 121 oC. Lignin kemudian disaring dan
dibilas menggunakan air sampai bebas asam. Residu lignin dioven pada suhu 103
± 2 ºC selama 24 jam, kemudian didinginkan dan ditimbang. Kadar lignin klason
dinyatakan dalam persen terhadap bobot kering sampel kayu.
Kadar lignin klason diperoleh melalui rumus :
Lignin (%) =
x 100
Keterangan :
BKTA = Berat kering lignin (g)
BKTB = Berat kering serbuk awal (g)
Kadar Lignin Terlarut Asam (Acid-Soluble Lignin)
Kadar lignin terlarut asam diukur dari filtrat hasil penyaringan lignin klason.
Filtrat tersebut diuji dengan alat spektrophotometer. Pengukuran dilakukan
dengan absorban UV pada panjang gelombang 205 nm dengan menggunakan
koefisien absorpsi 110L/g.cm. Pengukuran larutan blanko menggunakan 5 ml
larutan asam sulfat 72% diencerkan menjadi 500ml.
Kadar lignin terlarut asam dapat dihitung dengan rumus:
Konsentrasi lignin terlarut asam =
x
Kadar lignin terlarut asam (%) =
Keterangan :
A
CV
x 100
= Nilai absorbs pada alat spektrophotometer
= Faktor pengenceran larutan
= Konsentrasi lignin terlarut asam (g/l)
= Berat kering sampel kayu (g)
5
Pengukuran Monomer Lignin
Tipe monomer penyususn lignin, unit guaiasil dan siringil, diukur
menggunakan alat Pyrolisis Gas Kromatografi Spektrophotometer Massa (PyrGCMS) Shimadzu QP 2010 Ultra, Pirolizer PY 2020is. Nisbah siringil/guaiasil
dihitung berdasarkan nisbah area puncak kromatogram dari produk pirolisis unit
siringil dan guaiasil lignin yang disajikan pada Tabel 2 (Dence 1992). Pengukuran
monomer tersebut dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan,
Kementerian Kehutanan, Bogor.
Gambar 1 Tipe monomer unit siringil dan guaiasil lignin
Tabel 2 Produk pirolisis monomer siringil dan guaiasil lignin
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Siringil
Syringol
Vinylsyringol
Ethylsyringol
Siringilacetone
Homosyringaldehyde
Methylsyringol
Syringaldehide
Acetosyringone
Propiosyringone
Allyl-+propenyl-syringol
Sinapaldehyde
Guaiasil
Guaiacol
Vinylguaiacol
Ethylguaiacol
Homovanilin
Conyferyl alcohol
Methylguaiacol
Vanilin
Acetoguaiacone
Propioguaiacone
Allyl-+propenyl-guaiacol
Coniferylaldehyde
Sumber : Dence (1992).
Analisis Data
Analisis data dilakukan dengan program Microsoft Excel 2010 untuk
menduga korelasi antar variabel. Data penelitian ditampilkan dalam bentuk tabel,
grafik, dan korelasi terhadap nilai rata-rata dari masing-masing tiga ulangan.
Penentuan proporsi monomer penyusun lignin diukur berdasarkan produk turunan
hasil pirolisis menurut Dence (1992).
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Lignin
Kadar lignin pada kayu dinyatakan sebagai lignin total, lignin klason dan
lignin terlarut asam. Lignin klason merupakan residu hasil reaksi hidrolisis dan
kondensasi dengan menggunakan asam sulfat 72% dan 3%, sedangkan lignin
terlarut asam adalah fraksi lignin terlarut selama reaksi tersebut (Yasuda et al.
2001). Kadar lignin sepuluh jenis kayu yang diuji sangat beragam berkisar 20.5134.43% (lignin klason) dan 0.3-2.29% (lignin terlarut asam). Kadar lignin jenis
kayu tersebut menunjukkan karateristik umumnya jenis kayu tropis. Pada
penelitian ini, jenis kayu daun lebar yang diuji berkadar lignin lebih tinggi
dibandingkan dengan jenis kayu daun lebar daerah temperate. Fengel dan
Wegener (1984) mengkompilasi data kadar lignin klason jenis kayu tropis
berkisar 21.1-38.8% (rataan 29.84%), lebih tinggi dibandingkan dengan kadar
lignin kayu temperate yang berkisar 17.6-31.8% (rataan 23.43%). Kadar lignin
terlarut asam sangat berbeda ditunjukkan oleh jenis kayu daun jarum dan kayu
daun lebar.
Kadar lignin klason dan total (%)
35
Lignin Klason (%)
Kayu daun jarum
Lignin Total (%)
Lignin Terlarut Asam (%)
Kayu daun lebar
30
9
8
7
25
6
20
5
15
4
3
10
2
5
1
0
0
Jenis kayu
Gambar 2 Kadar lignin total, lignin klason dan lignin terlarut asam pada sepuluh
jenis kayu
Sejalan dengan hasil penelitian sebelumnya (Akiyama et al. 2005), kadar
lignin terlarut asam jenis kayu daun jarum (P. merkusii) lebih rendah
dibandingkan dengan jenis kayu daun lebar (Gambar 2). Kadar lignin terlarut
asam jenis kayu daun lebar beragam dengan kisaran cukup lebar berkisar 0.32.29% terhadap bobot kayu atau berkisar 1.05-8.6% terhadap lignin total.
Diantara jenis kayu daun lebar terdapat kadar lignin sangat kontras antara
kayu Ulin dengan kayu Api-api. Kayu Ulin berkadar lignin klason tinggi dan
Kadar lignin terlarut asam (%)
10
40
7
berkadar lignin terlarut asam rendah sedangkan kayu Api-api berkadar lignin
klason rendah dan berkadar lignin terlarut asam tinggi. Hal ini diduga berkaitan
dengan perbedaan komposisi monomer lignin kedua jenis kayu tersebut. Indikasi
tersebut ditunjukkan oleh kayu Melinjo, walaupun jenis kayu ini termasuk
kelompok gimnospermae seperti kayu daun jarum tetapi memiliki kadar lignin
terlarut asam tinggi seperti jenis kayu daun lebar karena ligninnya bertipe
siringil/guaiasil yang berbeda dari jenis kayu daun jarum umumnya.
Selama prosedur penentuan lignin klason, unit siringil lignin membentuk
produk lignin-karbohidrat terlarut asam, terutama dalam bentuk ikatan C-glikosida
dari lignin dengan hemiselulosa (Matsushita et al. 2004). Selain itu Yasuda et al.
(2001) menambahkan bahwa sebagian besar lignin terlarut asam berasal dari
siringil lignin. Lignin terlarut asam pada jenis kayu daun jarum berkisar 0.2-0.5%
dan pada kayu daun lebar sebesar 1-5% (Akiyama et al. 2005, Fengel & Wegener
1984).
Gambar 2 menunjukkan bahwa jenis kayu berkadar lignin klason tinggi
mempunyai kadar lignin terlarut asam rendah. Penelitian Akiyama et al. (2005)
menunjukkan adanya korelasi antara kadar lignin terlarut asam dengan kadar
metoksil lignin. Tingginya kadar metoksil ini sangat mungkin berkaitan dengan
tingginya proporsi unit siringil dalam lignin, karena kadar metoksil ditemukan
berkorelsi positif dengan nisbah siringil/guaiasil (Obst 1982, Obst & Ralph 1983).
Hal ini karena tipe monomer lignin memiliki perbedaan kadar metoksil. Unit
siringil lignin memiliki dua gugus metoksil per unit monomer, sedangkan unit
guaiasil memiliki satu gugus metoksil. Oleh sebab itu proporsi cincin aromatik
penyusun kayu daun lebar (nisbah siringil/guiasil) dapat diduga dari kandungan
metoksilnya.
Dugaan tersebut sejalan dengan data hasil penelitian ini yang disajikan pada
Gambar 2, kayu Pinus berkadar lignin terlarut asam paling rendah dan lignin
klason yang tinggi. Pinus merupakan jenis kayu daun jarum yang umumnya
disusun oleh lignin dari unit guaiasil dan p-hidroksifenil (Fengel & Wegener 1985,
Sjostrom 1995). Fraksi lignin terlarut asam pada kayu daun lebar lebih tinggi
dibandingkan dengan kayu daun jarum (Akiyama et al. 2005) karena lignin kayu
daun lebar disusun oleh unit siringil selain dari guaiasil lignin.
Sementara itu walaupun termasuk kelompok gimnospermae, kayu Melinjo
memiliki kadar lignin terlarut asam tinggi sama dengan jenis kayu daun lebar. Hal
ini mungkin berkaitan dengan struktur kimia lignin kayu Melinjo yang berbeda
dari umumnya jenis kayu daun jarum. Kayu Melinjo walaupun termasuk ke dalam
kelompok gimnospermae akan tetapi memiliki ciri yang menyerupai jenis kayu
daun lebar seperti terdapatnya vessel dalam jaringan kayunya dan struktur
ligninnya yang mengandung unit siringil (Melvin & Stewart 1969)
Nisbah Monomer Siringil/Guaiasil Lignin
Berdasarkan unsur strukturalnya, lignin dibagi ke dalam kelompok lignin
guaiasil dan lignin siringil/guaiasil. Lignin guaiasil terdapat pada kayu daun
jarum, dengan monomer koniferil alkohol sedangkan lignin siringil/guaiasil
terdapat pada kayu daun lebar, dengan monomer koniferil alkohol dan sinapil
alkohol (Fengel & Wegener 1984).
Nisbah siringil/guaiasil
3
Nisbah S/G
Lignin Klason
2
1
0
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Jenis kayu
Gambar 3 Nisbah siringil/guasiasil pada sepuluh jenis kayu
Gambar 3 menunjukkan bahwa jenis kayu daun lebar yang diuji memiliki
nisbah siringil/guaiasil dengan kisaran yang lebar (0.15-2.46). Jenis kayu daun
lebar berkadar lignin lebih rendah memiliki proporsi unit siringil lebih tinggi yang
ditunjukkan oleh lebih tingginya nisbah siringil/guaiasil. Pada Gambar 2 kayu
Melinjo secara khusus digabung dengan jenis kayu daun lebar berdasarkan
karakteristik kimia ligninnya. Walaupun kayu Melinjo termasuk jenis kayu
gimnospermae tetapi berdasarkan komposisi monomer ligninnya lebih
menyerupai lignin jenis kayu daun lebar.
Kisaran nisbah siringil/guaiasil lignin jenis kayu yang diteliti sesuai dengan
yang dikemukakan oleh Shao et al. (2008) bahwa nisbah siringil guaiasil beragam
sesuai dengan jenis kayunya dan berada pada kisaran 1 sampai 4. Pada jenis kayu
daun lebar unit monomer penyusun lignin ini diduga berperan penting dalam
menentukan kandungan lignin terlarut asam pada kayu. Hal ini sesuai dengan
yang disampaikan oleh Matsushita et al. (2004), bahwa jenis kayu daun lebar
yang memiliki kandungan metoksil yang tinggi dapat menghasilkan lignin terlarut
asam yang tinggi pula, dan kadar metoksil berkaitan dengan unit siringil lignin.
Matsushita et al. (2007) menemukan bahwa dalam larutan asam sulfat, unit
siringil memiliki reaktifitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan unit guaiasil.
Perbedaan reaktifitas pada monomer lignin dalam sistem alkali akan berpengaruh
pada efisiensi proses pulping. Oleh karena itu lignin jenis kayu daun lebar yang
mempunyai nisbah siringil/guaiasil tinggi cenderung mempunyai reaktifitas yang
tinggi. Hal tersebut dapat dihubungkan pada gejala yang sering ditemukan pada
reaksi delignifikasi dalam proses pulping, dimana jenis kayu dengan kadar lignin
yang hampir sama namun berbeda ketika diproses pulping.
Korelasi Nisbah Siringil/Guaiasil dengan Kadar Lignin Klason dan Lignin
Terlarut Asam
Korelasi negatif antara kadar lignin klason dengan nisbah siringil/guiasil
ditunjukkan pada Gambar 4. Korelasi tersebut menunjukkan salah satu faktor
penyebab lebih mudahnya lignin jenis kayu daun lebar dalam proses pulping
Kadar lignin klason (%)
8
9
dibandingkan dengan jenis kayu daun jarum. Lignin jenis kayu daun jarum
didominasi oleh unit monomer guaiasil (90%) dan sisanya unit p-hidroksifenil
(Fengel & Wegener 1984). Nisbah siringil/guaiasil berkaitan erat dengan
reaktifitas ligninnya. Unit siringil lignin lebih reaktif dibandingkan dengan unit
guaiasil dalam proses pulping alkali (Tsutsumi et al. 1995, Shimizu et al. 2012).
Korelasi ini diduga berkaitan dengan perbedaan struktur kimia lignin siringil dan
guaiasil. Lignin guaiasil cenderung lebih rapat dengan tipe ikatan karbon-karbon
lebih tinggi dibandingkan dengan lignin siringil (Fengel & Wegener 1984)
sehingga lebih sulit didelignifikasi dalam proses pulping.
Kadar lignin klason (%)
40
y = -4.097x + 31.38
R² = 0.672
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
Nisbah siringil/guaiasil
Kadar lignin terlarut asam (%)
Gambar 4 Korelasi lignin klason dengan nisbah siringil/guaiasil
3
y = 0.975x + 0.387
R² = 0.924
2
1
0
0
1
2
3
Nisbah siringil/guaiasil
Gambar 5 Korelasi lignin terlarut asam dengan nisbah siringil/guaiasil
Jika merujuk pada hasil penelitian Matsushita et al. (2004), pembentukan
lignin terlarut asam berkaitan dengan unit siringil dalam lignin. Maka hal tersebut
sejalan dengan korelasi yang ditunjukkan pada Gambar 5. Hal ini menguatkan
dugaan bahwa pembentukan lignin terlarut asam lebih berkorelasi dengan
reaktifitas lignin yang ditentukan oleh perbedaan reaktifitas dari unit monomer
penyusun lignin. Unit siringil dalam lignin lebih reaktif dibandingkan dengan unit
10
guaiasil (Matsushita et al. 2007), sehingga unit siringil merupakan salah satu
faktor penentu dalam pembentukan lignin terlarut asam dengan metode klason.
Implikasi penting dari korelasi tersebut adalah kadar lignin terlarut asam bisa
menjadi salah satu faktor penduga reaktifitas lignin jenis kayu daun lebar dalam
kaitannya dengan proses pulping. Tsutsumi et al. (1995) dan Shimizu et al. (2012)
menemukan bahwa unit siringil lebih mudah didelignifikasi dibandingkan dengan
unit guaiasil. Bahkan Gonzales et al. (1999) menjadikan nisbah siringil/guaiasil
lignin sebagai indikator reaktifitas lignin dalam pulping alkali.
11
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kadar lignin klason sepuluh jenis kayu kayu daun lebar dan daun jarum
berkisar 20.51-34.4% dan lignin terlarut asam berkisar 0.31-2.8%. Kadar lignin
terlarut asam pada kayu daun jarum lebih rendah dibandingkan dengan kayu daun
lebar. Jenis kayu daun lebar yang memiliki kadar lignin klason lebih tinggi
memiliki kadar lignin terlarut asam lebih rendah. Pembentukan lignin terlarut
asam berkorelasi positif dengan nisbah siringil/guaiasil. Lignin kayu daun lebar
yang diuji terutama disusun oleh monomer siringil/guaiasil dengan nisbah
berkisar 0-2.46. terdapat korelasi positif antara kadar lignin terlarut asam dengan
nisbah siringil/guaiasil (R2=0.92).
Saran
Untuk menjadikan kadar lignin terlarut asam sebagai penduga reaktifitas
lignin saat proses pulping, masih diperlukan penelitian lebih lanjut mengingat
sangat beragamnya jenis kayu daun lebar di Indonesia dengan karakter kimia
lignin berbeda.
12
DAFTAR PUSTAKA
Akiyama T, Goto H, Nawawi DS, Syafii W, Matsumoto Y, Meshitsuka G. 2005.
Erythro/threo ratio of ß-0-4-structures as an important structural characteristic
of lignin. Part 4: variation in the erythro/threo ratio in softwood and hardwood
lignins and its relation to syringil/guaiacyl ratio. Holzforschung. 59: 276-281
Casey JP. 1980. Pulp and Paper Chemistry Technology. 3rd edition. Vol. IA. New
York: Willey Interscience Publisher
Dence CW. 1992. The Determination of Lignin. In; Lin SY, Dence CW (Eds).
Method in Lignin Chemistry. Springer-Verlag. Berlin
Fengel D, Wegener G. 1984. Wood, chemistry, ultrastucture, reaction. Berlin
(DE): Walter de Gruyter
Gonzalez VFJ, Almendros G, Rio JC, Martin F, Gutierez A, Romero J. 1999. Ease
of delignification assessment of wood from different eucalyptus species by
pyrolysis (TMAH)-GC/MS and CP/MAS 13 C-NMR spectrometry. Journal of
Analytical and Applied Pyrolysis. 49: 295-305.
Gullichsen J, Paulapuro H. 2004. Papermaking Science and Technology : Forest
product Chemistry, Book 3. Finnish Paper Enginers Association and TAPPI.
Helsinki
Matsushita Y, Kakehi A, Miyawaki S, Yasuda S. 2004. Formation and chemical
structures of acid soluble lignin II. Reaction of aromatic nuclei model
compound with xylan in the presence of a counterpart for condensation, amd
behavior of lignin model compound with guaiacyl and syringyl nuclei in 72%
sulfuric acid. Journal of Wood Science 50:133-141
Matsushita Y, Sano H, Imai T, Fukushima K. 2007. Phenolization of hardwood
sulfuric acid lignin and comparison of behavior of the syringil and guaiacyl
units in lignin. Journal of Wood Science 53:67-70
Melvin JF, Stewart CH. 1969. The chemical composition of the wood of Gnetum
gnemon. Holzforschung. 23 (2) : 51-56
Nawawi DS, Sari DL. 2011. Keragaman kadar lignin pada jenis kayu daun lebar
tropis. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan. 4(2): 65-69
Obst JR. 1982. Guaiacyl and syringil lignin compositition in hardwood cell
component. Holzforschung 36:146-152
Obst JR, Ralph J. 1983. Characterization of hardwood lignin: Investigation of
syringyl/guaiacyl composition by 13c nuclear magnetic resonance
spectroscopy. Holzforschung 37:297-302
Shao S, Jin Z, Weng YH. 2008. Lignin characteristics of Abies beshanzuensis, a
critically endangered tree species. Journal of Wood Science 54:81-86
Shimizu S, Yokoyama T, Akiyama T, Matsumoto Y. 2012. Reactivity of lignin
with different composition of aromatic syringyl/guaiacyl structures and
erythro/threo side chain structures in β-O-4 type during alkaline
delignification: as a basis for the different degradability of hardwood and
softwood lignin. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60: 6471−6476
Sjostrom E. 1991. Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. London:
Academic Press, Inc
13
Tsutsumi Y, Kondo R, Sakai K, Imamura H. 1995. The difference of reactivity
between syringil lignin and guaiacyl lignin in alkaline system. Holzforschung
49:423-428
Yasuda S, Fukushima K, Kakehi A. 2001. Formation and chemical structures of
acid soluble lignin I: sulfuric acid treatment time and acid soluble lignin
content of hardwood. Journal of Wood Science 47:69-72
14
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kudus, Jawa Tengah pada tanggal 31 Maret 1993.
Penulis merupakan anak pertama dari dua orang bersaudara dalam keluarga Bapak
Mardiyanto dan Ibu Sri Mintarti. Jenjang pendidikan formal yang telah dilalui
oleh penulis adalah SDN 01 Mlati Lor Kudus pada tahun 2005. Penulis
melanjutkan ke sekolah menengah pertama di SMP Negeri 1 Pekalongan dan
lulus pada tahun 2008. Dan masuk ke SMA Negeri 3 Pekalongan dan lulus pada
tahun 2011.
Pada tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa di Institut Pertanian
Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Perguruan Tinggi Negeri
(SNMPTN) di Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian
Bogor. Penulis telah mengikuti beberapa kegiatan praktek lapang antara lain
Praktek Pengelolaan Ekosistem Hutan (PPEH) pada bulan Juni 2013 di BKPH
Sancang Barat serta BKPH Kamojang, Jawa Barat. Kemudian pada bulan Juli
2014 penulis melakukan Praktek Pengelolaan Hutan (PPH) di Gunung Walat
(HPGW) Sukabumi, Jawa Barat. Penulis juga melakukan Praktek Kerja Lapang
di PGT. Paninggaran Pekalongan, Jawa Tengah pada bulan Januari- Maret 2015.
Selama masa kuliah penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Ilmu Ukur
Tanah dan Pemetaan Wilayah tahun 2013. Selama menjalani studi di Institut
Pertanian Bogor (IPB) penulis aktif di kegiatan kemahasiswaan seperti Sylva
Indonesia.
Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada
Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melakukan penyusunan
skripsi dengan judul ”Karakteristik Kimia Lignin Sepuluh Jenis Kayu” dibawah
bimbingan Bapak Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc.