I. PENDAHULUAN Polimer merupakan senyawa yang disusun oleh molekul-molekul yang dicirikan oleh pengulangan berlipat ganda dari satu atau lebih jenis atom atau group atom (biasa disebut unit penyusun) yang dihubungkan satu sama lain dalam jumlah yang cukup sehingga memberikan seperangkat sifat yang tidak bervariasi (berubah atau dipengaruhi) oleh penambahan satu atau beberapa unit penyusunnya. Polimer dikelompokkan menjadi dua, yaitu polimer alami dan polimer sintetis. Polimer alami atau dikenal dengan biopolimer dihasilkan atau diturunkan dari sumber daya alam yang dapat diperbarui, dapat diuraikan dan tidak menghasilkan racun, sedangkan polimer sintetis lebih biasa dikenali sebagai plastik, seperti polietilena dan nylon. Polimer sintetis dapat diklasifikasikan ke dalam 3 kelompok yaitu thermoplastik, thermoset dan elastomer. Termoplastik merupakan polimer yang akan melunak pada pemanasan dan dapat mengalir bila dikenakan tekanan. Dan apabila didinginkan, polimer tersebut dapat dikembalikan ke sifat padat atau ke sifat rubbery. Termoset merupakan polimer sintetis yang walaupun dipanaskan hingga titik lunak tidak akan kembali ke keadaan semula. Pengaruh pemanasan terhadap polimer termoset adalah menyebabkan proses curing, dan 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
I. PENDAHULUAN
Polimer merupakan senyawa yang disusun oleh molekul-molekul yang
dicirikan oleh pengulangan berlipat ganda dari satu atau lebih jenis atom atau
group atom (biasa disebut unit penyusun) yang dihubungkan satu sama lain dalam
jumlah yang cukup sehingga memberikan seperangkat sifat yang tidak bervariasi
(berubah atau dipengaruhi) oleh penambahan satu atau beberapa unit
penyusunnya.
Polimer dikelompokkan menjadi dua, yaitu polimer alami dan polimer
sintetis. Polimer alami atau dikenal dengan biopolimer dihasilkan atau diturunkan
dari sumber daya alam yang dapat diperbarui, dapat diuraikan dan tidak
menghasilkan racun, sedangkan polimer sintetis lebih biasa dikenali sebagai
plastik, seperti polietilena dan nylon. Polimer sintetis dapat diklasifikasikan ke
dalam 3 kelompok yaitu thermoplastik, thermoset dan elastomer.
Termoplastik merupakan polimer yang akan melunak pada pemanasan dan
dapat mengalir bila dikenakan tekanan. Dan apabila didinginkan, polimer tersebut
dapat dikembalikan ke sifat padat atau ke sifat rubbery. Termoset merupakan
polimer sintetis yang walaupun dipanaskan hingga titik lunak tidak akan kembali
ke keadaan semula. Pengaruh pemanasan terhadap polimer termoset adalah
menyebabkan proses curing, dan pemanasan lebih lanjut akan menyebabkan
degradasi pada polimer tetapi tidak dapat melunak atau mengalir.
Biopolimer banyak dilirik oleh industri karena beberapa alasan, yaitu :
Sumber daya alam yang tak terbatas
Bio-compatible and biodegradable (dapat diuraikan)
Mempunyai sifat mekanis yang baik
Telah dirancang dan dioptimalkan secara alami untuk memenuhi suatu tugas
tertentu
Mudah untuk membuat turunannya dengan sifat seperti yang diinginkan.
Polimer alami yang banyak tersebar di alam antara lain pati, karet,
khitosan, selulosa, protein dan lignin.
1
II. PATI
Pati merupakan senyawa polisakarida yang terdiri dari monosakarida yang
berikatan melalui ikatan oksigen. Monomer dari pati adalah glukosa yang
berikatan dengan ikatan (1,4)-glikosidik, yaitu ikatan kimia yang
menggabungkan 2 molekul monosakarida yang berikatan kovalen terhadap
sesamanya.
Pati merupakan zat tepung dari karbohidrat dengan suatu polimer senyawa
glukosa yang terdiri dari dua komponen utama, yaitu amilosa dan amilopektin.
Polimer linier dari D-glukosa membentuk amilosa dengan ikatan ()-1,4-glukosa.
Sedangkan polimer amilopektin adalah terbentuk dari ikatan ()-1,4-glukosida
dan membentuk cabang pada ikatan ()-1,6-glukosida.
Pati dihasilkan dari proses fotosintesis tanaman yang dibentuk (disintesa)
di dalam daun (plastid) dan amiloplas seperti umbi, akar atau biji dan merupakan
komponen terbesar pada singkong, beras, sagu, jagung, kentang, talas, dan ubi
jalar.
Aplikasi Pati
Pati dan juga produk turunannya merupakan bahan yang multiguna dan
banyak digunakan pada berbagai industri antara lain pada minuman dan
confectionary, makanan yang diproses, kertas, makanan ternak, farmasi dan bahan
kimia serta industri non pangan seperti tekstil, detergent, kemasan dan
sebagainya. Kegunaan pati dan turunannya pada industri minuman dan
confectionery memiliki persentase paling besar yaitu 29%, industri makanan yang
diproses dan industri kertas masing-masing sebanyak 28%, industri farmasi dan
bahan kimia 10%, industri non pangan 4% dan makanan ternak sebanyak 1%.
Di dalam industri non pangan seperti tekstil dan kemasan, pati digunakan
sebagai bahan pengisi. Pati dapat digunakan sebagai bahan yang mengurangi
kerutan pada pakaian dan digunakan untuk busa buatan untuk kemasan "kacang
tanah". Pada sektor kimia, pati dan turunannya banyak diaplikasikan pada
pembuatan plastik biodegradable, surfaktan, poliurethan, resin, senyawa kimia
dan obat-obatan. Pada sektor lainnya, pati dan turunannya dimanfaatkan sebagai
2
bahan detergent yang bersifat non toksik dan aman bagi kulit, pengikat, pelarut,
biopestisida, pelumas, pewarna dan flavor.
Adapun di dalam industri pangan, pati dapat digunakan sebagai bahan
makanan dan flavor baik pati konvensional maupun termodifikasi. Khusus untuk
industri makanan, pati sangat penting untuk pembuatan makanan bayi, kue,
pudding, bahan pengental susu, permen jelly, dan pembuatan dekstrin.
Pati merupakan polimer glukosa, dimana glukosa merupakan substrat
utama pada proses fermentasi. Di dalam fermentasi pati akan dihasilkan berbagai
macam produk turunan, seperti asam-asam organik (asam sitrat dan asam laktat),
asam amino, antibiotik, alkohol dan enzim.
Karakteristik Pati
a. Struktur Pati
Pati adalah karbohidrat yang merupakan polimer glukosa yang terdiri dari
amilosa dan amilopektin dengan perbandingan 1:3 (besarnya perbandingan
amilosa dan amiloektin ini berbeda-beda tergantung jenis patinya). Amilosa
memiliki struktur lurus dengan ikatan (1,4)-D-glikosidik, lebih mudah larut
dalam air karena banyak mengandung gugus hidroksil. Kumpulan amilosa
dalam air sulit membentuk gel sehingga kurang kental dibandingkan
amilopektin serta lebih mudah membentuk senyawa komplek dengan asam
lemak dan molekul organik. Derajat Polimerisasi dari amilosa berkisar antara
500-6000 unit glukosa .
Amilopektin memiliki ikatan (1,4) dan (1,6) dengan struktur yang
bercabang, memiliki sifat mudah mengembang dan membentuk koloid dalam
air. DP amilopektin berkisar antara 105 sampai 3x106 unit glukosa. DP
amilosa dan amilopektin ini dipengaruhi oleh jenis-jenis pati.
Gambar 1. Struktur Amilosa
3
Gambar 2. Struktur Amilopektin
Selain amilosa dan amilopektin, di dalam pati juga ditemukan komponen
lain dalam jumlah yang sedikit, yaitu lipid (sekitar 1%), protein, fosfor dan
mineral-mineral. Bagian lipid ada yang berikatan dengan amilosa dan ada
yang bebas.
Bentuk dan ukuran ganula pati berbeda-beda tergantung dari sumber
tanamannya. Granula pati beras memiliki ukuran yang kecil (3-8 µm),
berbentuk poligonal dan cenderung terjadi agregasi atau bergumpal-gumpal.
Granula pati jagung agak lebih besar (sekitar 15 µm), berbentuk bulat ke arah
poligonal. Granula tapioka berukuran lebih besar (sekitar 20 µm), berbentuk
agak bulat dan pada salah satu bagian ujunnya berbentuk kerucut. Granula pati
gandum cenderung berkelompok dengan berbagai ukuran. Ukuran normalnya
adalah 18 µm, granula yang lebih besar berukuran rata-rata 24 µm dan granula
yang lebih kecil berukuran 7-8 µm. Bentuk granula pati gandum adalah bulat
sampai lonjong. Pati kentang berbentuk oval dan sangat besar, berukuran rata-
rata 30-50 µm.
Tabel 1. Sifat fisik dan kimia berbagai jenis pati
Khitin memiliki struktur yang hampir sama dengan selulosa dimana ikatan
yang terjadi antara monomernya terangkai dengan ikatan glikosida pada posisi β-
(1-4). Perbedaan khitin dengan selulosa adalah gugus hidroksil yang terikat pada
atom karbon yang kedua pada khitin diganti oleh gugus asetamida (NHCOCH2)
sehingga khitin menjadi sebuah polimer berunit N-asetilglukosamin.
Gambar 13. Struktur Khitin
Khitin mempunyai rumus molekul C18H26N2O10. Khitin berbentuk kristal
putih, bersifat larut dalam asam-asam mineral seperti asam sulfat, asam nitrit,
asam fosfat, dan asam formiat anhidrida yang pekat, dan bersifat tidak larut dalam
air, asam organik encer, alkali encer dan pekat, alkohol dan pelarut organik
lainnya.
Khitin dibedakan ke dalam 3 jenis yaitu , β dan Khitin. -khitin
memiliki struktur kristal yang polimorf dan susunan rantai molekul yang tidak
sejajar dengan ikatan sangat kuat. b-khitin memiliki rantai molekul yang sejajar
sedangkan -khitin disusun oleh tiga buah rantai molekul yang terdiri dari dua
rantai molekul yang terdiri dari dua rantai sejajar dan satu rantai tidak sejajar
23
Aplikasi Khitin
Khitin banyak digunakan sebagai bioaktivitas atau surfaktan.
Dapat memacu pertumbuhan bakteri penghasil laktase yang biasa hidup di
dalam organ pencernaan bayi
Sebagai sumber zat makanan khitin dapat menurunkan kadar kolesterol
Dapat dimanfaatkan untuk menangani cemaran logam beracun dan zat
pewarna tekstil yang terakumulasi dalam perairan.
Berpotensi sebagai bahan antibiotika dan benang operasi yang aman
Dapat menyerap bahan berprotein yang terdapat dalam air limbah industri
pengolahan pangan
Sumber Khitin dan Proses Pembuatannya
Secara umum khitin ditemukan pada hewan golongan orthopoda, annelida,
molusca, corlengterfa, dan nematoda yang tidak hanya pada bagian kulit dan
kerangkanya saja, tetapi juga terdapat pada trachea, insang, dinding usus, dan
pada bagian dalam kulit cumi-cumi. Sumber-sumber khitin beserta persentasenya
disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Sumber-Sumber Khitin di Alam
Sumber-sumber chitin di alam Komposisi (%)JamurCacingCumi-cumi/gritaKalajengkingLaba-LabaKecoaKumbang airUdang Ulat suteraKepitingRajungan
5-2020-383-203038353740446970
Khitin juga dihasilkan dari golongan mikroorganisme, terutama dari golongan
kapang dan khamir. Kandungan khitin dari beberapa golongan makhluk hidup
disajikan pada Tabel 8.
Tabel 8. Kandungan khitin dari beberapa golongan makhluk hidup
24
Sumber : http://www3.wind.ne.jp/mazmoto/zeri/training/shrimp.htm
Jenis Kandungan Khitin (%)
A. Golongan Crustaceae
Kepiting biru 14a
Kepiting merah 1,3-1,8b
Lobster Nephros 69,8c
Lobster Nomarus 60,8-77,0c
Udang 69,1c
B. Golongan Insecta
Lipas 35c
Kumbang 27-35c
Belalang 20c
Ulat Sutra 33,7c
C. Golongan Molusca
Clam shell 6,1Kulit Kerang 3,6Rangka dalam cumi-cumi 41
D. Golongan Mikroorganisme
Aspergillus niger 42d
Penicillium notatum 18,5d
Penicillium chrysogenum 20,1d
Saccharomyces cerevisiae 2,9d
Secara umum proses isolasi khitin khususnya dari crustaceae terdiri dari
proses deproteinasi dan demineralisasi, dimana kedua proses ini sangat
mempengaruhi keberhasilan proses ekstraksi. Pemisahan protein (deproteinasi)
dilakukan dengan larutan basa ataupun dengan enzim, demineralisasi dilakukan
dengan penambahan asam dan kadang-kadang dilakukan pemutihan (bleaching)
dengan aseton dan natrium hipoklorit. Skema proses pembuatan khitin disajikan
pada Gambar 14.
25
Keterangan : a = berdasar berat basah b = berdasar berat kering c = berdasar berat bahan organik pada kulit luar d = berdasar berat kering dari dinding selSumber : Naczk dan Shiroshi (1981)
Khitosan
Khitosan merupakan produk terdeasetilasi dari kitin yang merupakan
biopolimer alami kedua terbanyak di alam setelah selulosa. Kitosan merupakan
senyawa tidak larut dalam air, larutan basa kuat, sedikit larut dalam HCl clan
HNO3, 0,5% H3PO4 sedangkan dalam H2SO4 tidak larut. Kitosan juga tidak
larut dalam beberapa pelarut organik seperti alkohol, aseton, dometil formamida
dan dimetilsulfoksida tetapi kitosan larut baik dalam asam format berkosentrasi
(0,2 -100)% dalam air. Kitosan tidak beracun dan mudah terbiodegradasi. Berat
26
Kulit Udang Basah
Pengeringan 24 jam, 80o C
Penggilingan
Demineralisasi 1 jam, -75o C
Pencucian
Pengeringan 24 jam, 80o C
Deproteinisasi30 menit, 80-85o C
Pencucian
Pengeringan 24 jam, 80o C
KHITIN
HCl, 25 N, 1:10
NaOH, 3%, 1:6
Gambar 14. Proses Pembuatan Khitin dari Kulit Udang (Bastaman, 1989)
Limbah Udang
Pencucian
Pengeringan
Demineralisasi 1 jam, 90o C
Penyaringan & Pencucian
Deproteinisasi1 jam, 90o C
Penyaringan & Pencucian
KHITIN
HCl, 1 N, 1:7 (b/v)
NaOH, 3.5 N, 1:10 (b/v)
Penghancuran
Deasetilasi2 jam, 140o C
NaOH, 50 %, 1:10 (b/v)
KHITOSAN
Gambar 15. Proses Pembuatan Khitosan dari Kulit Udang (Suptijah et. All., 1992)
molekul kitosan adalah sekitar 1,2 X 105, bergantung pada degradasi yang terjadi
selama proses deasetilasi. Struktur khitosan dapat dilihat pada Gambar 16.
Gambar 16. Struktur Khitosan
Khitosan pada umumnya berbentuk serat dan merupakan kopolimer
berbentuk lembaran tipis, berwarna putih atau kuning dan tidak berbau. Ciri-ciri
khitosan bergantung pada sumber (asal) bahan baku, derajat deasetilasi (DD),
distribusi gugus asetil, gugus amino, panjang rantai dan distribusi bobot molekul.
Sifat-sifat kitosan dihubungkan dengan adanya gugus-gugus amino dan hidroksil
yang terikat. Adanya gugus tersebut menyebabkan kitosan mempunyai reaktifitas
kimia yang tinggi dan penyumbang sifat polielektrolit kation, sehingga dapat
berperan sebagai amino pengganti (amino exchanger).
Aplikasi Khitosan
Khitosan memiliki sifat-sifat tertentu yang menguntungkan sehingga
banyak diaplikasikan di berbagai industri maupun bidang kesehatan Khitosan
memiliki kemampuan mengikat logam yang baik (lebih efektif dibandingkan
selulosa). Pada industri, khitosan dimanfaatkan sebagai perekat pada berbagai
produk seperti alat-alat gelas, plastik, karet dan selulosa sehingga sering disebut
Speciality Adhesif Formulations. Selain itu khitosan dapat meningkatkan kekuatan
mekanik pada kertas, memperbaiki ikatan antara warna dengan makanan,
menghilangkan kelebihan penggunaan perekat dan dapat mencegah kelarutan
hasil dari kertas, pulp dan tektil.
27
O
O
H H
H
OH H
NH2
H
CH2OH
O
O
H H
H
OH H
NH2
H
CH2OH
Sumber: Knorr (1984)
O
O
H H
H
OH H
NH2
H
CH2OH
O
O
H H
H
OH H
NH2
H
CH2OHO
O
H H
H
OH H
NH2
H
CH2OH
O
O
H H
H
OH H
NH2
H
CH2OH
Sumber: Knorr (1984)
Pada bidang biokimia, kitosan digunakan sebagai zat mempercepat dalam
penyembuhan luka. Sifat lainnya adalah dapat berfungsi sebagai zat koagulan
sehingga banyak dimanfaatkan untuk recovery senyawa-senyawa organik.
28
SELULOSA
Selulosa mendominasi karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan
hampir mencapai 50% karena selulosa merupakan bagian yang terpenting dari
dinding sel tumbuh-tumbuhan. Selulose ditemukan dalam tanaman yang dikenal
sebagai microfibril dengan diameter 2-20 nm dam panjang 100-40000 nm).
Selulosa adalah unsur struktural dan komponen utama dinding sel dari
pohon dan tanaman tinggi lainnya. Senyawa ini juga dijumpai dalam tumbuhan
rendah seperti paku, lumut, ganggang, dan jamur. Serat alami yang paling murni
ialah serat kapas, yang terdiri dari sekitar 98% selulosa.
Gambar 17. Struktur Selulosa
Selulosa merupakan β-1,4 poli glukosa, dengan berat molekul sangat
besar. Unit ulangan dari polimer selulosa terikat melalui ikatan glikosida yang
mengakibatkan struktur selulosa linier. Keteraturan struktur tersebut juga
menimbulkan ikatan hidrogen secara intra dan intermolekul.
Beberapa molekul selulosa akan membentuk mikrofibril yang sebagian
berupa daerah teratur (kristalin) dan diselingi daerah amorf yang kurang teratur.
Beberapa mikrofibril membentuk fibril yang akhirnya menjadi serat selulosa.
Selulosa memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan tidak larut dalam kebanyakan
pelarut. Hal ini berkaitan dengan struktur serat dan kuatnya ikatan hidrogen.
29
Gambar 18. Struktur kristal dan amorf di dalam selulosahttp://genomicsgtl.energy.gov/benefits/cellulosestructure.shtml
Aplikasi Selulosa dan Produk Turunannya
Selulosa merupakan pembentuk struktur dinding sel tumbuhan. Selulosa
bersifat tidak dapat dicerna oleh manusia sehingga berfungsi sebagai sumber serat
yang membantu memperlancar defakasi. Bagi manusia, fungsi selulosa sebagai
serat banyak sekali keuntungannya, antara lain memperlancar buang air besar, dan
dapat menghindarkan dari berbagai penyakit seperti haemorrhoid (ambeyen),
divertikulosis, kanker pada usus besar, appendicitis, diabetes, penyakit jantung
koroner dan obesitas.
Penggunaan terbesar selulosa di dalam industri adalah berupa serat kayu
dalam industri kertas dan produk kertas dan karton. Pengunaan lainnya adalah
sebagai serat tekstil yang bersaing dengan serat sintetis. Untuk aplikasi lebih luas,
selulosa dapat diturunkan menjadi beberapa produk, antara lain Microcrystalline
Cellulose, Carboxymethyl cellulose, Methyl cellulose dan hydroxypropyl methyl
cellulose. Produk-produk tersebut dimanfaatkan antara lain sebagai bahan
antigumpal, emulsifier, stabilizer, dispersing agent, pengental, dan sebagai gelling
agent. Aplikasi selulosa beserta produk turunannya disajikan pada Tabel 9.
30
Tabel 9. Aplikasi selulosa beserta produk turunannya
Aplikasi Cellulose derivative* Fungsi
Construction materials
(plasters, filler, pastes)
MC, HEMC, HPMC, CMC,
HEMCMC
water retention capacity, stability
under load, adhesive strength
Paints CMC, HEC, HEMC,HPMC,
HEMCMC
stability of suspension, thickening,
film formation, wetting
Paper manufacture CMC, HEC, HEMC, HPMC agents for binding and suspending,
sizing aids and stabilizers
Textile industry (sizes, textile
printing dyes)
CMC, MC, HPMC, CMSEC adhesive and film-forming properties,
Selain dua kelompok asam amino tersebut, dikenal juga asam amino yang
bersifat esensial paad kondisi tertentu, yaitu Cysteine, Glutamine, dan Tyrosine.
Gambar 19. Struktur Asam amino
Di dalam protein, selain mengandung unsur karbon, hidrogen, nitrogen dan
oksigen, juga terdapat sulfur dan posfor dengan persentase yang lebih kecil.
Komponen-komponen penyusun protein beserta persentasenya disajikan pada
Tabel 11.
32
Tabel 11. Komponen-komponen penyusun protein
No. Komponen Jumlah (%)
1 Karbon 51.0-55.0
2 Hidrogen 6.5-7.3
3 Nitrogen 15.5-18
4 Oksigen 21.5-23.5
5 Sulfur 0.5-2.0
6 Fosfor 0-1.5
Struktur Protein
Struktur protein terdiri dari empat macam, yang ditentukan berdasarkan
konfigurasi asam aminonya. Gabungan dua buah asam amino dinamakan
dipeptida, tiga buah asam amino tripeptida sedangkan polipeptida merupakan
gabungan beberapa asam amino. Pada umumnya protein mengandung 100 asam
amino.
Struktur pertama protein adalah struktur primer yang terdiri dari asam-
asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara kovalen melalui ikatan
peptida. Struktur yang kedua adalah struktur sekunder. Pada struktur sekunder,
protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam
amino. Ikatan yang membentuk struktur ini, didominasi oleh ikatan hidrogen antar
rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan
hidrogennya.
Struktur ketiga dinamakan struktur tersier. Struktur tersier merupakan
pengembangan struktur sekunder yang membentuk struktur tiga dimensi, yaitu
terjadi lipatan dan gulungan polipeptida. Struktur tersier protein ini disebabkan
oleh adanya interaksi rantai sisinya dan adanya ikatan sulfida. Adapun struktur
keempat (struktur kwaterner) merupakan interaksi intermolekul antar sub unit
protein.
33
Gambar 20. Struktur Protein
Pengelompokkan dan Fungsi Protein
Protein di alam ini terdapat dua macam, yaitu protein serabut dan protein
globular. Protein serabut (fibrous protein) erat hubungannya dengan unsur-unsur
yang membangun sel dan berkaitan dengan sifat-sifat khas sel. Fibrous protein ini
terdiri dari peptida berantai panjang dan berupa serat-serat yang tersusun
memanjang, dihubungkan secara lateral oleh beberapa ikatan silang. Yang
termasuk fibrous protein antara lain keratin yang banyak terdapat pada rambut,
kuku kulit dan kolagen yang berfungsi sebagai perekat yang banyak terdapat paa
tulang rawan, tulang dan kulit.
Protein globular terdiri dari polipeptida yang bergabung satu sama lain
melalui ikatan silang atau agregat. Bentuk agregat ini dihubungkan satu sama lain
oleh ikatan non kovalen yang lebih lemah dengan struktur 3 dimensi. Yang
termasuk protein globular adalah protein yang mempunyai aktivitas biologis
seperti enzim.
Adapun berdasarkan kelarutannya, protein dikelompokkan sebagai
berikut:
a. Albumin
34
Albumin larut dalam air dan mengendap dalam garam berkonsentrasi tinggi.
Yang termasuk albumin adalah albumin telur dan albumin serum.
b. Globulin
Globulin bersifat tidak larut dalam air, larutan garam encer, garam pekat
dengan kejenuhan 30-50%.
c. Glutelin
Glutelin bersifat larut dalam asam dan basa encer, tetapi tidak larut dalam
larutan netral. Yang termasuk glutelin adalah protein gandum (glutenin) dan
protein padi (orizenin).
d. Gliadin (Prolamin)
Gliadin dapat larut dalam 70-80% etanol, akan tetapi tidak larut dalam air dan
dan etanol 100%.
e. Histon
Histon bersifat sangat basa dibandingkan dengan protein lainnya dan
cenderung berikatan dengan nukleat di dalam sel.
f. Protamin
Protamin bersifat larut dalam air dan bersifat basa. Dibandingkan dengan
protein lain, protamin relatif mempunyai bobot molekul rendah. Yang
termasul protamin adalah salmin.
Selain pengelompokkan protein di atas dikenal juga protein majemuk,
yaitu protein yang mengandung senyawa bukan protein. Yang termasuk protein
majemuk adalah nukleoprotein, glikoprotein, fosfoprotein, kromoprotein, protein
ko enzim, lipoprotein dan metaloprotein.
Protein memiliki peranan yang besar dalam makhluk hidup. Fungsi protein
secara garis besar dibagi dalam dua kelompok, yaitu sebagai bahan struktural dan
sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular. Fungsi-fungsi protein dapat
dikelompokkan sebagai berikut :
1. Fungsi dan struktur membran sel, antara lain motor protein yang berfungsi
untuk membuat otot bekerja, kolagen yang berfungsi sebagai perekat dan
keratin sebagai pelindung.
2. Enzim, berfungsi sebagai katalisator baik fungsi anabolik ataupun katabolik.
Sebagai contoh adalah enzim pencernaan, kelenjar ludah amilase
35
3. Hormon
4. Antibodi, protein khusus yang dapat mengenali dan mengendapkan atau
menetralkan serangan bakteri, virus, atau protein asing.
5. Penyeimbang cairan
6. Penyeimbang asam utama
7. Transpor, protein transpor di dalam plasma darah mengikat dan membawa
molekul atau ion non spesifik dari datu organ ke organ lain. Sebagai contoh
adalah lipoprotein yang mengangkut lipid dan hemoglobin untuk transpor
oksigen dan CO2.
8. Sumber energi dan glukosa
LIGNIN
Lignin adalah suatu polimer yang komplek dengan bobot molekul tingi
yang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Lignin termasuk ke dalam kelompok
bahan yang polimerisasinya merupakan polimerisasi cara ekor
36
(endwisepolymerization), yaitu pertumbuhan polimer terjadi karena satu monomer
bergabung dengan polimer yang sedang tumbuh. Polimer lignin merupakan
polimer bercabang dan membentuk struktur tiga dimensi.
Di alam keberadaan lignin pada kayu berkisar antara 25-30%, tergantung
pada jenis kayu atau faktor lain yang mempengaruhi perkembangan kayu. Pada
kayu, lignin umumnya terdapat di daerah lamela tengah dan berfungsi pengikat
antar sel serta menguatkan dinding sel kayu. Kulit kayu, biji, bagian serabut kasar,
batang dan daun mengandung lignin yang berupa substansi kompleks oleh adanya
lignin dan polisakarida yang lain. Kadar lignin akan bertambah dengan
bertambahnya umur tanaman.
Lignin bersifat tidak larut dalam kebanyakan pelarut organik. Lignin yang
melindungi selulosa bersifat tahan terhadap hidrolisa yang disebabkan oleh
adanya ikatan alkil dan ikatan eter. Pada suhu tinggi, lignin dapat mengalami
perubahan struktur dengan membentuk asam format, metanol, asam asetat, aseton,
vanilin dan lain-lain. Sedangkan bagian lainnya mengalami kondensasi
(Judoamidjojo et al., 1989).
Gambar 21. Struktur Lignin
Lignin mempunyai bobot molekul yang rendah di dalam kayu namun menjadi
makromolekul yang mempunyai bobot molekul lebih tinggi ketika terlarut. Bobot
molekul ini menjadi salah satu faktor penting yang mempengaruhi fungsi fisik
dari lignin. Bobot molekul lignin tidak seragam, karena dipengaruhi oleh beberapa
37
hal antara lain proses isolasi lignin, degradasi makromolekul selama proses
isolasi, efek kondensasi dan ketidakteraturan sifat lignin dalam larutan.
Isolasi Lignin
Terdapat empat metode pemisahan lignin. Pertama yaitu lignin diekstrak
dengan asam, lignin dihidrolisa dan diekstrak dari kayu, lignin diubah menjadi
turunannya yang larut dan keempat menggunakan bantuan enzim.
Yang termasuk turunan lignin antara lain lignosulfonat, lignin kraft, lignin
alkali, dan lignin etanol. Lignosulfonat dihasilkan dengan mereaksikan kayu pada
suhu tinggi dengan larutan yang mengandung SO2 dan ion hidrogen sulfit.
Adapun lignin kraft dan lignin alkali dihasilkan dengan mereaksikan kayu dengan
NaOH atau campuran NaOH dengan Na2S pada suhu 170oC. Lignin etanol adalah
lignin yang dihasilkan dari pemanasan kayu dengan etanol pada suhu pengolahan
pulp.
Lignin merupakan bahan yang tidak diinginkan dalam pembuatan pulp dan
kertas karena menyebabkan masalah selama proses pembuatan pulp khususnya
pada proses bleaching. Adapun metode pemisahan lignin dari lindi hitam adalah
dengan cara penguapan, pengendapan, dan ultra filtrasi.
Aplikasi Lignin
Lignin disusun oleh unit-unit fenil propana. Sesuai dengan strukturnya
sebagai polifenol, lignin sebagai perekat memiliki sifat-sifat seperti perekat fenol
formaldehida. Dengan demikian fungsi perekat dari formaldehida dapat
disubstitusi oleh lignin terutama lignosulfonat.
Lignin yang terkandung dalam limbah cair dapat dimanfaatkan sebagai
bahan perekat, bahan pengisi karet, dan bahan baku vanillin. Di laboratorium,
lignin sering digunakan sebagai indikator di dalam eksperimen studi kecernaan
pada ternak ruminansia karena sifatnya yang tidak larut.
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, S.S. 1990. Bahan Pengajaran: Kimia Kayu. Dep. Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi. PAU Ilmu Hayat IPB. Bogor.
38
Belitz, H.D. dan W. Grosch. 1999. Food Chemistry. Verlag Springer, Berlin.
C M. 2002. Starch. http://www.sbu.ac.uk.
Deis, R.C. 1998. The New Starch. http://www.foodproductdesign.com.
Dziedzic, S.Z. dan M.W.Kearsley. 1995. The Technology of Starch Production. Di dalam Kearsley, M.W. dan S.Z.Dziezic. Handbook of Starch Hydrolysis Product and Their Derivates. Blackie Academic & Prof, London.
Fleche, G. 1985. Chemical Modification and Degradation of Starch. Di dalam Van Beynum, G.M.A. dan J.A. Roels (Eds.). Starch Conversion Technology. Marcel Dekker, Inc., New York.
Girindra, A. 1990. Biokimia I. Gramedia, Jakarta.
Jacobs, H. dan J.A. Delcour. 1998. Hydrothermal Modifications of Granular Starch, with retention of the granular structure: a review. J. Agric. Food Chem. 46(8):2895-2905.
Lehninger, A.L. 1982. Dasar-Dasar Biokimia Jilid I. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Murphy,P. 2000. Starch. Di Dalam G.O. Philips dan P.A. Williams (Eds.). Handbook of Hydrocolloids. Woodhead Pub. Lim., Inggris.
Oviedo, M.P. dan C.Camargo. 1998. Effect of Acid treatments and drying processes on physico-chemical and functional properties of cassava starch. J. Sci. Food Agric. 77:103-108.
Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu: Dasar-dasar dan Penggunaannya. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Tim Penulis PS. 1991. Karet, Strategi Pemasaran, Budidaya dan Pengolahan. Penebar Swadaya, Jakarta.
Wurzburg, O.B. 1989. Introduction. Di dalam Wurzburg, O.B. (Ed.). Modified Starchs: Properties and Uses. CRC Press, Inc., Florida.