KERAGAMAN NILAI LIGNIN TERLARUT ASAM (Acid

Soluble Lignin) DALAM KAYU REAKSI Pinus merkusii Jungh et

de Vriese dan Gnetum gnemon Linn

EDO NOFRIADI

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

RINGKASAN

EDO NOFRIADI. Keragaman Nilai Lignin Terlarut Asam (Acid Soluble

Lignin) Dalam Kayu Reaksi Pinus merkusii Jungh et de Vriese dan Gnetum

gnemon Linn. Di Bawah Bimbingan WASRIN SYAFII dan DEDED SARIP

NAWAWI.

Kayu reaksi memiliki sifat kimia yang berbeda dibandingkan dengan kayu

normal. Dalam hal kandungan lignin, kayu tekan jenis kayu daun jarum memiliki

kadar lignin yang lebih tinggi dibandingkan kayu normal sedangkan pada kayu

tarik jenis kayu daun lebar berlaku hal sebaliknya. Kayu reaksi adalah salah satu

contoh kayu yang representatif untuk melihat keragaman kadar lignin dalam satu

batang yang sama. Salah satu sifat kimia lignin yang terkait dengan reaktifitasnya

adalah lignin terlarut asam (Acid Soluble Lignin). Namun penelitian dan data

mengenai lignin terlarut asam untuk jenis kayu Indonesia masih sangat kurang.

Metode klason digunakan dalam penentuan lignin dimana prosedur ini

memisahkan lignin sebagai material yang tidak larut dengan depolimerisasi

selulosa dan hemiselulosa dalam asam sulfat 72% yang diikuti dengan hidrolisis

polisakarida pada asam sulfat 3% yang dipanaskan. Bagian yang terlarut menjadi

filtrat disebut lignin terlarut asam (acid soluble lignin) yang ditentukan dengan

menggunakan alat spectrophotometer pada panjang gelombang 205 nm dan

absorban 110 lg-1

cm-1

. Dalam penelitian ini diuji keragaman nilai lignin terlarut

asam dalam kayu reaksi Pinus merkusii dan Gnetum gnemon.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar lignin pada kayu reaksi P.

merkusii semakin meningkat dari bagian kayu oposit ke arah bagian kayu tekan.

Kecenderungan yang sama juga terdapat pada kayu reaksi G. gnemon.

Kecenderungan sebaliknya terjadi untuk kadar lignin terlarut asam. Nilai lignin

terlarut asam menurun dari bagian kayu oposit ke arah bagian kayu tekan.

Peningaktan kandungan lignin pada kayu tekan P. merkusii sejalan dengan

peningkatan kandungan p-hidroksiphenil. Kandungan p-hidroksiphenil berkorelasi

dengan pembentukan lignin terlarut asam. Semakin tinggi kandungan p-

hidroksiphenil menghasilkan lignin terlarut asam yang semakin rendah. Pada kayu

G. gnemon, kandungan lignin terlarut asam berkorelasi positif dengan proporsi

siringil/guaiasil dimana semakin tinggi proporsi siringil/guaiasil maka lignin

terlarut asam yang dihasilkan juga semakin tinggi.

Kata kunci: kayu reaksi, lignin klason, lignin terlarut asam, siringil/guaiasil, p-

hidroksiphenil

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Keragaman Nilai

Lignin Terlarut Asam (Acid Soluble Lignin) Dalam Kayu Reaksi Pinus merkusii

Jungh et de Vriese dan Gnetum gnemon Linn” adalah benar-benar hasil karya saya

sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan

sebagai karya ilmiah perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi

yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak

diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Januari 2009

Edo Nofriadi

NRP E24104043

KERAGAMAN NILAI LIGNIN TERLARUT ASAM (Acid

Soluble Lignin) DALAM KAYU REAKSI Pinus merkusii Jungh et

de Vriese dan Gnetum gnemon Linn

EDO NOFRIADI

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Kehutanan Fakultas Kehutanan

Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN HASIL HUTAN

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2009

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Skripsi : Keragaman Nilai Lignin Terlarut Asam (Acid Soluble

Lignin) Dalam Kayu Reaksi Pinus merkusii Jungh et de

vriese dan Gnetum gnemon Linn

Nama Mahasiswa : Edo Nofriadi

NRP : E24104043

Menyetujui:

Dosen Pembimbing

Pembimbing I

Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr

NIP : 130 813 794

Pembimbing II

Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc

NIP : 131 967 242

Mengetahui:

Dekan Fakultas Kehutanan IPB,

Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr

NIP : 131 578 788

Tanggal Lulus:

ii

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama Edo Nofriadi, lahir pada tanggal 21

November 1985 di Solok. Penulis merupakan anak ke 3 dari

empat bersaudara pasangan Rusdi dan Kasmawati.

Penulis memulai pendidikan formal pada tahun 1992

di SDN 07 Kp. Jawa Solok dan lulus pada tahun 1998,

kemudian melanjutkan ke SLTPN 01 Solok dan lulus pada

tahun 2001. Penulis melanjutkan ke SMUN 3 Solok dan lulus pada tahun 2004.

Pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa Departemen Hasil

Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI.

Selama menjadi mahasiswa penulis pernah aktif di organisasi AFSA

(ASEAN Forestry Students Association) LC IPB, Himasiltan IPB dan berbagai

kepanitiaan kegiatan. Penulis mengikuti kegiatan praktek umum kehutanan (PUK) di

Cilacap-Batur Raden, Jawa Tengah dan praktek umum pengelolaan hutan tanaman

lestari (PUPHTL) di Getas Ngawi, Jawa Timur. Penulis juga telah melaksanakan

praktek kerja lapang (PKL) di PT. Sari Bumi Kusuma, Pontianak-Kalimantan Barat

pada bulan Febuari sampai April 2008. Pada bulan November 2008 penulis mengikuti

kegiatan AFSA MEETING 2008 sebagai delegasi dari AFSA LC IPB yang diadakan

di Bangkok, Thailand. Selama masa kuliah, penulis pernah menerima Beasiswa dari

PPA dan Tanabe Foundation.

Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Fakultas

Kehutanan Institut Pertanian Bogor, penulis melaksanakan kegiatan praktek khusus

(skripsi) dalam bidang kimia kayu dengan judul “Keragaman Nilai Lignin

Terlarut Asam (Acid Soluble Lignin) Dalam Kayu Reaksi Pinus merkusii

Jungh et de Vriese dan Gnetum gnemon Linn” di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir.

Wasrin Syafii, M.Agr dan Ir. Deded Sarip Nawawi, M.Sc.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan hidayah sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan

menyusunnya menjadi sebuah karya ilmiah dengan judul “Keragaman Nilai

Lignin Terlarut Asam (Acid Soluble Lignin) Dalam Kayu Reaksi Pinus merkusii

Jungh et de Vriese dan Gnetum gnemon Linn”. Karya ilmiah ini sebagai salah satu

syarat mendapatkan gelar Sarjana Kehutanan dari Departemen Hasil Hutan,

Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

Lignin merupakan salah satu dari komponen makromolekul penyusun

kayu selain selulosa dan hemiselulosa. Komponen lignin ini terdiri atas sistem

aromatik yang tersusun atas unit-unit fenilpropana. Salah satu sifat lignin yang

terkait dengan reaktifitas lignin adalah lignin terlarut asam. Penelitian ini

memberikan informasi mengenai kandungan lignin terlarut asam dalam kayu

reaksi Pinus merkusii dan Gnetum gnemon. Keragaman kandungan lignin, lignin

terlarut asam dari posisi berbeda pada batang pohon yang sama, komposisi cincin

aromatik penyusun lignin dan hubungan antara lignin terlarut asam dengan cincin

aromatik penyusun lignin menjadi bahasan dalam karya ilmiah ini.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu kelancaran penulisan karya ilmiah ini. Penulis menyadari bahwa

tulisan ini jauh dari kesempurnaan. Untuk itu kritik dan saran yang membangun

sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan tulisan ini. Semoga bermanfaat.

Bogor, Januari 2009

Penulis

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Wasrin Syafii, M.Agr dan Bapak Ir. Deded Sarip Nawawi,

M.Sc atas bimbingan dan nasehat serta kesabaran selama membimbing

penulis.

2. Bapak Ir. Nana Mulyana Arifjaya, M.Si dan Bapak Dr. Ir. Agus Priyono

Kartono, M.Si atas kesediaan waktu menguji penulis serta nasehat dan

masukan kepada penulis.

3. Ibunda tercinta yang telah memberikan perhatian, kasih sayang dan cinta serta

pengorbanan tenaga dan materi untuk penulis ”I love you Mom”.

4. Ayah yang telah memberikan pelajaran bahwa hidup tidak berjalan seperti apa

yang kita inginkan.

5. Saudara-saudaraku Hendra Guswandi, Hirawati dan Muhammad Reza yang

terus memberi semangat dan cinta pada penulis.

6. Tante, Om, Nenekku dan keluarga besar lainnya, Are, Alex, Soppi, Rezi, Resti

dan Rival, semoga penulis dapat menjadi apa yang telah diharapkan.

7. Ahmad Zhillan Zhulila Alaf Lubis, makhluk kecil yang mungil sebagai

anugerah dan inspirasi baru dalam kehidupan penulis.

8. Seluruh dosen dan staf pegawai Fahutan khususnya Departemen Hasil Hutan

yang telah memberikan ilmu yang begitu banyaknya kepada penulis.

9. Teman-teman satu bimbingan (Ali dan Shandi) dan satu bagian Kimia Hasil

Hutan (Puy, Bang Hotman, Rendra, AdiOk, Patria, Kiting, Ting-ting, Ipeh,

Gokma dan Zee), terima kasih atas cerita yang telah terukir dan semua

kenangan suka dan duka yang telah kita ciptakan bersama.

10. Teman-teman THH 41 Mona, Nining, Maya, Gendis, Ady, Ajo, Risqy

(Ahong), Siska, Andre, Weni, Meita dan yang lainnya yang tidak dapat

disebutkan satu persatu, atas kebersamaan dan persahabatan selama menggali

ilmu.

11. Fi-co, J-co, Si-co atas persahabatan dan pengalaman menakjubkan yang telah

kita lewati dan terukir sendiri sebagai cerita kita.

12. Semua pihak yang telah membantu kelancaran selama penelitian dan

penulisan karya ilmiah ini.

v

DAFTAR ISI

halaman

DAFTAR ISI............................................................................................................ v

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

1.2 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Tujuan ........................................................................................................... 2

1.3 Manfaat ......................................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 3

2.1 Komponen Kimia Kayu ................................................................................ 3

2.2 Lignin ............................................................................................................ 4

2.3 Lignin Terlarut Asam .................................................................................... 8

2.4 Kayu Reaksi (Reaction Wood) .................................................................... 10

2.5 Karakteristik Kayu ...................................................................................... 12

2.5.1 Pinus ( Pinus merkusii Jungh et de Vriese) .......................................... 12

2.5.2 Melinjo (Gnetum gnemon Linn) ........................................................... 13

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................ 14

3.1 Waktu dan Tempat ...................................................................................... 14

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................ 14

3.3 Tahapan Analisis Lignin Terlarut Asam ..................................................... 14

3.3.1 Persiapan Contoh Uji ............................................................................ 14

3.3.2 Ekstraksi Ethanol Benzene ( 1:2 v/v) ................................................... 15

3.3.3 Penentuan Kadar Lignin Klason (Lignin Tidak Larut Asam) .............. 15

3.3.4 Penentuan Kadar Lignin Terlarut Asam ............................................... 16

3.4 Diagram Alir Penelitian .............................................................................. 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 18

4.1 Lignin Klason dan Lignin Terlarut Asam ................................................... 18

4.2 Hubungan Lignin Klason, Lignin Terlarut Asam dan Total Lignin ........... 21

4.3 Hubungan Kadar Lignin dan Jenis Cincin Aromatik Penyusun Lignin...... 24

vi

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 31

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 31

5.2 Saran ........................................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 32

LAMPIRAN ........................................................................................................... 34

ii

vii

DAFTAR TABEL

No. halaman

1. Komponen kimia kayu pinus (P. merkusii) ....................................................... 12

2. Komposisi lignin beberapa jenis pinus pada bagian tekan

dan normal ......................................................................................................... 12

3. Komponen kimia kayu melinjo (G. gnemon) .................................................... 13

4. Kandungan lignin kayu reaksi P. merkusii dan G. gnemon

pada arah melingkar batang ............................................................................... 19

5. Perbandingan nilai lignin klason dan lignin terlarut asam terhadap

total lignin kayu pada kayu P. merkusii dan G. gnemon ................................... 22

6. Kandungan guaiasil dan p-hidroksiphenil pada lignin P. merkusii ................... 25

7. Kandungan siringil/guaiasil pada G. gnemon .................................................... 28

viii

DAFTAR GAMBAR

No. halaman

1. Bagan umum komponen kimia kayu ................................................................... 4

2. Unit pembentuk lignin ......................................................................................... 5

3. Pembentukan kayu reaksi pada pohon yang tumbuh miring ............................. 10

4. Contoh uji ........................................................................................................... 14

5. Bagan diagram alir penelitian ............................................................................ 17

6. Kandungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

P. merkusii pada arah melingkar batang ........................................................... 20

7. Kandungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

G. gnemon pada arah melingkar batang ............................................................ 21

8. Hubungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

P.merkusii .......................................................................................................... 23

9. Hubungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

G. gnemon ......................................................................................................... 23

10. Hubungan kandungan Lignin klason dan p-hidroksiphenil pada

kayu tekan P. merkusii .................................................................................... 26

11. Hubungan kandungan lignin terlarut asam dan p-hidroksiphenil pada

kayu tekan P. merkusii .................................................................................... 27

12. Hubungan kandungan lignin terlarut asam dan siringil/guaiasil pada

kayu reaksi G. gnemon .................................................................................... 29

ix

DAFTAR LAMPIRAN

No. halaman

1. Lignin klason dan lignin terlarut asam (Acid Soluble Lignin)

pada kayu P. merkusii ....................................................................................... 35

2. Lignin klason dan lignin terlarut asam (Acid Soluble Lignin)

pada kayu G. gnemon ........................................................................................ 36

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.2 Latar Belakang

Kayu sebagai salah satu produk biologi mempunyai sifat yang sangat

beragam dan kompleks, baik dalam jenis yang berbeda, jenis yang sama dari

pohon yang berbeda, maupun dalam satu batang pohon yang sama. Faktor genetis

dan lingkungan mempengaruhi pertumbuhan pohon yang akan berpengaruh pula

pada kualitas kayu. Kayu yang biasanya dikehendaki untuk digunakan adalah

kayu yang normal, walaupun penyimpangan dari bentuk normal bukanlah hal

yang jarang terjadi. Penyimpangan dapat terjadi berupa terbentuknya kayu reaksi

sebagai respon pertumbuhan kayu terhadap gangguan dari luar seperti angin atau

gravitasi (Hoadley 2000).

Telah diketahui sebelumnya bahwa kayu reaksi memiliki sifat kimia yang

berbeda dibandingkan dengan kayu normal. Dalam hal kandungan lignin, kayu

tekan jenis kayu daun jarum memiliki kadar lignin yang lebih tinggi dibandingkan

kayu normal, sedangkan pada kayu tarik jenis kayu daun lebar berlaku hal

sebaliknya. Banyak literatur yang memberikan informasi tentang lignin mulai

dari manfaat, struktur lignin sampai pengaruhnya terhadap pengolahan dan

penggunaan kayu (Akiyama et al. 2005, Fengel dan Wegener 1995, Sjostrom

1995). Salah satu sifat kimia lignin yang terkait dengan reaktifitasnya adalah

lignin terlarut asam (Acid Soluble Lignin). Namun penelitian dan data mengenai

lignin terlarut asam untuk jenis kayu Indonesia masih sangat kurang.

Metode klason merupakan prosedur yang paling umum digunakan dalam

penentuan lignin. Prosedur ini memisahkan lignin sebagai material yang tidak

larut dengan depolimerisasi selulosa dan hemiselulosa dalam asam sulfat 72%

yang diikuti dengan hidrolisis polisakarida pada asam sulfat 3% yang dipanaskan.

Bagian yang terlarut menjadi filtrat disebut lignin terlarut asam (Yasuda et al.

2001).

Dence (1992), Musha dan Goring (1974), Fuji et al. (1974) dalam

Akiyama et al. (2005) menyatakan bahwa terdapat perbedaan yang nyata antara

jenis softwood dan hardwood dalam hal kandungan lignin terlarut asam yang

2

didasarkan pada prosedur lignin Klason. Proporsi lignin terlarut asam umumnya

rendah pada softwood. Proporsi lignin terlarut asam pada hardwood yang tinggi

terdapat pada jenis yang memiliki lignin klason kecil dan kandungan metoksil

yang tinggi. Secara tidak langsung, terlihat bahwa kandungan metoksil berkorelasi

positif dengan kandungan lignin terlarut asam (Obst 1982, Obst dan Ralph 1983,

dalam Akiyama et al. 2005).

Hubungan ini belum bisa digeneralisasi karena keragaman kadar lignin

tidak hanya terdapat diantara jenis kayu yang berbeda tetapi ditemui juga pada

jenis yang sama bahkan dalam satu batang yang sama. Kayu reaksi adalah salah

satu contoh kayu yang sangat representatif untuk melihat keragaman lignin dalam

satu batang yang sama. Hal ini didasarkan pada hasil penelitian Akiyama et al.

(2003) yang menemukan bahwa kadar dan sifat kimia lignin berbeda pada posisi

jaringan kayu reaksi tarik yang berbeda dan sejalan dengan besarnya tekanan

selama pertumbuhan pohon. Semakin besar tekanan pertumbuhan semakin besar

pula pembentukan kayu reaksi tarik yang diikuti oleh semakin rendahnya kadar

lignin.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui keragaman kandungan

lignin klason dan acid soluble lignin pada batang yang sama tetapi pada posisi

yang berbeda yang memiliki kandungan lignin yang berbeda, khususnya pada

kayu reaksi.

1.3 Manfaat

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai

sifat kimia kayu berupa lignin klason dan lignin terlarut asam dari bagian reaksi

kayu Pinus merkusii Jungh et de Vriese dan Gnetum gnemon Linn. Informasi ini

dapat berkontribusi pada pengembangan ilmu pengetahuan mengenai sifat kimia

kayu dan sebagai dasar dalam pemanfaatan kayu berbasis komponen kimianya.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Komponen Kimia Kayu

Komponen kimia kayu terdiri atas dua komponen utama yaitu komponen

makromolekul yang terdiri dari selulosa, poliosa (hemiselulosa) dan lignin, dan

komponen minor yang terdiri dari ekstraktif dan zat-zat mineral (Gambar 1).

Perbandingan dan komposisi kimia selulosa, lignin dan poliosa berbeda pada kayu

daun jarum dan kayu daun lebar (Fengel dan Wegener 1995). Komposisi kimia

untuk serat kayu daun jarum terdiri dari 28±3% lignin, selulosa 42±2%,

hemiselulosa 27±2% dan zat ekstraktif 3±2%, sedangkan untuk serat kayu daun

lebar terdiri dari lignin 20±4%, selulosa 45±2%, hemiselulosa 30±5% dan zat

ekstraktif 5±3%. Dalam kayu dari daerah iklim temperate, bagian senyawa

polimer tinggi yang menyusun dinding sel mencapai 97-99% dari zat kayu. Untuk

kayu tropika, angka tersebut dapat turun hingga angka rerata 90%.

Selanjutnya Fengel dan Wegener (1995) menyebutkan bahwa komponen

kayu zat-zat makromolekul, terdiri dari selulosa yang merupakan komponen kayu

terbesar yang dalam kayu daun jarum dan kayu daun lebar jumlahnya mencapai

hampir setengahnya, poliosa (hemiselulosa) yang sangat dekat asosiasinya dengan

selulosa dalam dinding sel, lignin yang merupakan komponen makromolekul

ketiga dan senyawa polimer minor yang terdapat dalam jumlah yang sedikit dalam

kayu yaitu sebagai pati dan senyawa pektin.

Zat-zat berat molekul rendah dapat berupa:

1. Senyawa aromatik; senyawa yang paling penting dari kelompok ini adalah

senyawa tanin yang dapat dibagi menjadi tanin yang dapat dihidrolisis

dan senyawa tanin terkondensasi.

2. Terpena; merupakan kelompok senyawa hidrokarbon alami yang tersebar

luas.

4

3. Asam alifatik; asam lemak jenuh dan tak jenuh tinggi terdapat dalam kayu

terutama dalam bentuk esternya dengan gliserol (lemak dan minyak) atau

dengan alkohol tinggi (lilin).

4. Alkohol; kebanyakan alkohol alifatik dalam kayu terdapat sebagai

komponen ester, sedangkan sterol aromatik, termasuk dalam steroid,

terutama terdapat sebagai glikosida.

5. Senyawa anorganik; komponen mineral kayu dari daerah iklim sedang

terutama adalah unsur-unsur kalium, kalsium dan magnesium. Unsur-

unsur lain dalam kayu tropika, misalnya silikon, dapat merupakan

komponen anorganik utama.

6. Komponen lain; monosakrida dan disakarida terdapat dalam kayu hanya

dalam jumlah yang sedikit tetapi mereka terdapat dalam persentase yang

tinggi dalam kambium dan dalam kulit bagian dalam. Jumlah sedikit

amina dan etena juga terdapat dalam kayu.

Gambar 1. Bagan umum komponen kimia kayu

2.2 Lignin

Lignin merupakan polimer alami terbanyak kedua setelah selulosa dan

berperan penting dalam dunia tumbuhan. Lignin meningkatkan sifat-sifat

kekuatan mekanik sedemikian rupa sehingga tumbuhan yang besar seperti pohon

yang tingginya lebih dari 15 m tetap dapat kokoh berdiri.

Kayu

Senyawa berat molekul kecil Senyawa makromolekul

Bahan organik Bahan anorganik

ekstraktif abu

polisakarida lignin

selulosa poliosa

5

Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi,

tersusun atas unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan

oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungan

dengan golongan senyawa tersebut, akan tetapi lignin pada dasarnya adalah suatu

fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang

bermacam-macam, karenanya susunan lignin yang pasti di dalam kayu tetap tidak

menentu (Haygreen dan Bowyer 1996).

Banyak studi dengan karbon (14

C) radioaktif menegaskan bahwa p-

hidroksisinamil alkohol; p-koumaril alkohol (I), koniferil alkohol (II) dan sinapil

alkohol (III) merupakan senyawa induk (precursor) primer dan merupakan unit

pembentuk semua lignin (Gambar 2).

OH

CH

CH

CH2OH

OH

CH

CH

CH2OH

OCH3

OH

CH

CH

CH2OH

OCH3H3CO

(I) (II) (III)

Gambar 2. Unit dasar pembentuk lignin; I (p-koumaril alkohol); II (koniferil

alkohol); III (sinapil alkohol)

Lignin terdapat diantara sel-sel dan di dalam dinding sel. Diantara sel-sel,

lignin berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Dalam

dinding sel, lignin sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk

memberikan ketegaran pada sel, berpengaruh dalam memperkecil perubahan

dimensi sehubungan dengan perubahan kandungan air kayu dan lignin dapat

mempertinggi ketahanan kayu terhadap serangan cendawan dan serangga melalui

perannya sebagai physical barrier.

Struktur molekul lignin sangat berbeda bila dibandingkan dengan

polisakarida karena terdiri atas sistem aromatik yang tersusun atas unit-unit

6

fenilpropana. Dalam kayu daun jarum kandungan lignin lebih banyak bila

dibandingkan dengan kayu daun lebar dan juga terdapat beberapa perbedaan

dalam strukturnya. Dari segi morfologi, lignin merupakan senyawa amorf yang

terdapat dalam lamela tengah majemuk maupun dalam dinding sekunder. Selama

perkembangan sel, lignin dimasukan sebagai komponen terakhir di dalam dinding

sel, menembus diantara fibril-fibril sehingga memperkuat dinding sel (Fengel dan

Wegener 1995).

Sjostrom (1995) menyebutkan bahwa konsentrasi lignin adalah tinggi

dalam lamela tengah dan rendah dalam dinding sekunder, tetapi karena

ketebalannya paling tidak 70% lignin dalam kayu daun jarum terdapat dalam

dinding sekunder.

Lignin dapat dibagi ke dalam beberapa kelompok menurut unsur

strukturalnya (Sjostrom 1995, Achmadi 1990), yaitu:

1. Lignin guaiasil : terdapat pada kayu daun jarum (26-32%), dengan prazat

koniferil alkohol dan p-coumaryl alkohol.

2. Lignin guaiasil-siringil : merupakan ciri kayu daun lebar (20-28%, pada

kayu tropis > 30%), dengan prazat koniferil alkohol : sinapil alkohol

dengan nisbah 4:1 sampai 1:2.

Proporsi senyawa induk (precursors) pada lignin bervariasi tergantung

pada jenis tumbuhannya. Lignin pada softwood yang normal biasanya merujuk

pada ”guaiacyl lignin” karena elemen strukturalnya secara prinsip diturunkan dari

trans-coniferil alkohol (lebih dari 90%), dan sisanya mengandung senyawa utama

trans-p-coumaryl alkohol. Sebaliknya, lignin pada hardwood umumnya disebut

”lignin guaiacyl-syringyl” dengan penyusun utamanya adalah unit-unit trans-

coniferyl alkohol dan trans-sinapyl alkohol dengan rasio yang beragam (sekitar

50% trans-coniferyl alkohol dan 50% trans-sinapyl alkohol). 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 tipe ether)

pada lignin hardwood dan softwood membentuk struktur β-O-4 (Gullichsen dan

Paulapuro, 2004). Untuk struktur lignin pada Graminae , Nimz et al. (1981)

7

dalam Fengel dan Wegener (1995), mengklasifikasikan lignin kelompok ini

sebagai lignin GSH (guaiasil, siringil, p-hidroksiphenil).

Terdapat beberapa jenis lignin berdasarkan cara isolasinya, diantaranya:

1. Lignin klason. Isolasi dengan cara klason menggunakan asam sulfat dengan

konsentrasi pada hidrolisis tahap pertama adalah antara 68% dan 78%

(kebanyakan 72%), kemudian dilanjutkan dengan tahap pengenceran dan

untuk menyempurnakan hidrolisis polisakarida digunakan asam dengan

konsentrasi rendah (Fengel dan Wegener 1995).

2. Lignin Bjorkman. Lignin ini juga disebut ”lignin kayu yang digiling (Milled

Wood Lignin)”. Struktur sel kayu dirusak dan bagian lignin dapat diperoleh

dengan cara mengekstraksi dengan campuran dioksan-air (Sjostrom 1995).

3. Lignin enzimatik selulotik (Cellulolitic Enzime Lignin). Polisakarida

dihilangkan dengan menggunakan enzim-enzim dan lignin yang dihasilkan

tetap mempertahankan struktur aslinya tanpa perubahan (Sjostrom 1995).

4. Lignin Teknis, dimana lignin dirubah menjadi turunannya yang larut, antara

lain:

Lignosulfonat. Kayu direaksikan pada suhu tinggi dengan larutan yang

mengandung belerang dioksida dan ion hidrogen sulfit.

Lignin kraft dan lignin alkali. Hasil reaksi pada suhu 170oC dengan NaOH

atau campuran NaOH dan Na2S.

Lignin etanol (lignin organosolv). Lignin yang diperoleh dari pemanasan

kayu dengan ethanol pada suhu pengolahan pulp (Achmadi 1990).

Secara kuantitatif, lignin dapat dihidrolisis dan diekstraksi dari kayu atau

diubah menjadi turunan yang mudah larut. Sjostrom (1995) menyatakan bahwa

lignin kayu dapat ditentukan secara gravimetri dengan metode klason. Kayu daun

jarum normal mengandung 26–32% lignin, sedangkan kandungan lignin kayu

tekan adalah 35–40%.

8

Penentuan kandungan lignin adalah penting untuk analisis kayu maupun

untuk karakteristik pulp. Metoda-metoda penentuan lignin secara kuantitatif dapat

dibagi sebagai berikut:

1. Metode langsung, yaitu lignin ditentukan sebagai sisa

2. Metode tidak langsung, dimana kandungan lignin:

a. dihitung sesudah penentuan polisakarida

b. ditentukan dengan metoda-metoda spektrofotometri

c. merupakan hasil reaksi lignin dengan bahan kimia pengoksidasi

Metoda langsung didasarkan pada prinsip isolasi dan penentuan secara

gravimetri lignin yang tidak larut dalam asam. Metode yang paling mantap adalah

penentuan lignin menurut Klason. Hidrolisis dilakukan dengan perlakuan kayu

yang sudah diekstraksi lebih dahulu atau pulp tak dikelantang dengan asam sulfat

72% (Fengel dan Wegener 1995).

2.3 Lignin Terlarut Asam

Kesalahan di dalam penentuan lignin dapat disebabkan oleh senyawa-

senyawa dan hasil-hasil reaksi yang tetap tinggal dengan lignin dalam sisa yang

tidak dapat dihidrolisis dan menyebabkan seolah-olah angka lignin tinggi. Pada

sisi lain sebagian lignin larut pada kondisi asam, memberikan hasil angka lignin

yang lebih rendah. Sekitar 1% lignin larut asam terdapat dalam kayu daun jarum

sedangkan yang terdapat dalam kayu daun lebar sampai 4% (Fengel dan Wegener

1995).

Ada beberapa metode standar dalam penentuan jumlah total lignin dari

kayu dan pulp. Metode yang diberikan pada awalnya oleh klason yang sering

disebut “penentuan lignin klason” yang didasarkan pada hidrolisis dan kelarutan

dari selulosa dan hemiselulosa yang berasal dari kayu atau pulp yang diekstrak

dengan asam sulfat 72%. Hidrolisis akhir dibuat menjadi asam sulfat 3%. Residu

yang tidak larut dicuci, dikeringkan dan ditimbang. Acid soluble lignin ditentukan

dengan spektrofotometri UV, biasanya dengan panjang 205 nm. Residu lignin

klason tidak dapat digunakan untuk mengetahui struktur lignin karena kondensasi

dan reaksi lain yang terjadi pada kondisi asam kuat (Gullichsen dan Paulapuro

2004).

9

Hatfield dan Fukushima (2005) menyatakan bahwa sebagian kecil dari

total lignin dapat terlarut didalam larutan asam pada tahap kedua prosedur lignin

klason. Lignin yang larut dalam asam ini dapat ditentukan dengan pengukuran

spektrofotometri ultraviolet pada panjang gelombang 280, 240 atau 205 nm dan

absorbansi dibandingkan dengan sampel referensi lignin. Hasil degradasi

polisakarida diketahui mempengaruhi absorbansi pada 280 nm, oleh karena itu

pengukuran lebih baik dilakukan pada 200 hingga 208 nm (Fengel dan Wegener

1995).

Ahli kimia kayu menyusun protokol standar untuk mengukur lignin

terlarut asam dengan TAPPI UM-250. Inti dari prosedur ini adalah penentuan

absorpsi sinar UV pada larutan asam terakhir didalam prosedur lignin klason. Ada

dua masalah dalam penggunaan metode ini yaitu (1) koefisien tertentu yang

digunakan sangat bervariasi tergantung tipe lignin dan harus ditentukan untuk tiap

tipe lignin yang sampai sekarang masih dalam penelitian. Selama tidak ada

perlakuan khusus, nilai ini dalam tiap literatur sebesar 110 L g-1

cm-1

dan

dimungkinkan untuk memperkirakan nilai lignin, (2) pemilihan absorpsi

maksimum yang digunakan untuk analisis perlu ditentukan.

Seperti telah diutarakan, persentase kecil sisa lignin umumnya tetap

tinggal dalam holoselulosa. Bagian-bagian sisa lignin ini berubah selama

delignifikasi, yaitu menjadi larut selama penentuan sisa lignin yang tidak larut

dalam asam dengan hidrolisis asam terhadap holoselulosa. Lignin yang larut

dalam asam ini menyebabkan kesalahan hingga 9% dalam analisis kayu. Hanya

jika lignin yang tidak larut dalam asam dan yang larut dalam asam telah

ditentukan, maka hasil analisis mencapai 100%. Selain dengan cara

spektrofotometri, lignin yang terlarut asam bisa juga ditentukan dengan cara

penentuan sisa lignin total menggunakan metode asetil bromida (Fengel dan

Wegener 1995).

10

2.4 Kayu Reaksi (Reaction Wood)

Gambar 3. Pembentukan Kayu Reaksi Pada Pohon Yang Tumbuh Miring

Kayu reaksi adalah sebuah istilah yang diberikan untuk kayu dari cabang

dan batang yang tumbuh abnormal (tidak lurus). Kayu reaksi ini berhubungan

dengan gaya gravitasi. Terbentuknya kayu reaksi dapat disebabkan karena tiupan

angin, pertumbuhan pohon di bawah es atau salju yang mengarah ke matahari

(Hoadley 2000).

Kayu reaksi dapat terjadi pada jenis-jenis kayu yang berasal dari ordo

coniferales gymnospermae (softwood) yang sering disebut kayu daun jarum

maupun pada jenis-jenis kayu yang berasal dari kelas dikotiledon angiospermae

(hardwood) yang sering disebut kayu daun lebar. Cacat kayu reaksi yang terjadi

pada kayu daun jarum disebut kayu tekan (compression wood) dan bila terjadi

pada kayu daun lebar disebut kayu tarik (Tsoumis,1991). Senada dengan ini,

Haygreen dan Bowyer (1996) menyebutkan bahwa kayu reaksi yang dibentuk

dalam kayu daun lebar berbeda dengan yang dibentuk dalam kayu daun jarum.

Dalam kayu softwood, kayu reaksi disebut kayu tekan dan dalam kayu hardwood

disebut dengan kayu tarik, tetapi dalam keduanya fungsi kayu reaksi sama yaitu

untuk mengembalikan batang atau cabang ke posisi yang semula.

180o

0o

180o

0o

180o (Kayu Tarik)

0o (Kayu Oposit)

Hardwood

0o (Kayu Tekan)

180o (Kayu Oposit)

Softwood

11

Kayu tekan pada batang ditandai dengan adanya cincin pertumbuhan yang

eksentrik dimana muncul proporsi kandungan yang abnormal. Ketika kayu tekan

dipotong, maka pada bagian yang dipotong melintang akan terlihat bahwa pada

bagian cepat tumbuh akan berwarna lebih merah dibanding bagian normal,

terutama pada kayu pinus (Panshin dan de Zeeuw 1970).

Kayu tekan terbentuk pada kayu softwood dimana terdapat distribusi yang

tidak merata dari auxin yang mengatur pertumbuhan di sekitar lingkar kayu. Oleh

karena itu, jika bagian kayu softwood tumbuh tidak vertikal, maka kayu tekan

akan berkembang pada bagian bawah, karena bagian tersebut tertekan dan pada

bagian itu juga terdapat peningkatan jumlah auxin (Desch 1996). Jika

dibandingkan dengan kayu normal, kayu tekan mempunyai kandungan lignin

yang lebih tinggi dan kandungan selulosa yang rendah, serta membutuhkan

konsumsi bahan kimia yang tinggi selama proses pulping dan hasil akhir pulp

yang rendah (Yeh et al. 2005).

Sontag (1904) dalam Timell (1986), memberikan nilai tingkat lignin pada

kayu tekan dengan menggunakan Phloroglucinol-hydrochloric acid sebagai bahan

pewarna untuk mendeteksi lignin. Kayu tekan mengandung lignin lebih besar

20% dibandingkan kayu normal. Panshin dan de Zeeuw (1970) menyebutkan nilai

kandungan lignin berdasarkan berat kering meningkat sekitar 9%, tetapi

persentase selulosa pada kayu tekan menurun 10% dari kayu normal dan

kandungan galaktosa pada kayu tekan meningkat 7,8% dari kayu normal.

Kayu tarik adalah kayu reaksi pada spesies kayu daun lebar. Kayu ini

terbentuk pada sisi atas atau sisi tarikan batang yang miring (Haygreen dan

Bowyer 1982), tetapi ada beberapa jenis pohon yang bagian kayu tarik tertarik di

bagian bawah. Bagian ini membentuk cabang atau batang yang eksentrik (Panshin

dan de Zeeuw 1970). Fengel dan Wegener (1995) menyebutkan bahwa kayu tarik

lebih tinggi dari pada kayu normal dalam hal kandungan selulosa dan abu, tetapi

rendah pada kandungan lignin dan fraksi hemiselulosa.

12

2.5 Karakteristik Kayu

2.5.1 Pinus ( Pinus merkusii Jungh et de Vriese)

Pinus (Pinus merkusii Jungh et de Vriese) termasuk famili Pinaceae. Jenis

ini dikenal juga dengan nama damar batu, damar bunga, huyam, kayu sala, kayu

sugi, tusam, uyam, pinus. Di Indonesia daerah penyebarannya meliputi Aceh,

Sumatera Utara, Sumatera Barat dan seluruh Jawa (tanaman). Tinggi pohon dapat

mencapai 20-40 m dengan panjang batang bebas cabang 2-23 m, diameter sampai

100 cm dan tidak berbanir. Kulit luar kasar berwarna coklat kelabu sampai coklat

tua, tidak mengelupas, beralur lebar dan dalam.

Nilai komponen kimia kayu Pinus (P. merkusii Jungh et de Vriese) tersaji

dalam Tabel 1.

Tabel 1 Komponen kimia kayu pinus (P. merkusii)

Komponen Kimia Nilai (%) Kelarutan Nilai (%)

Selulosa 54.9 Alkohol-benzene 6.3

Lignin 24.3 Air dingin 0.4

Pentosan 14.0 Air panas 3.2

Abu 1.1 NaOH 1% 11.1

Silika 0.2 (Sumber : Martawijaya et al. 1989)

Dalam pemanfaatannya tusam digunakan sebagai bahan untuk bangunan

perumahan, lantai, mebel, kotak dan tangkai korek api, potlot (dengan pengolahan

khusus), pulp, tiang listrik (diawetkan), papan wol kayu dan kayu lapis

(Martawijaya et al. 1989). Tabel 2 menyajikan perbandingan kadar lignin kayu

tekan dan kayu normal dalam beberapa jenis kayu Pinus.

Tabel 2 Komposisi lignin beberapa jenis pinus pada bagian tekan dan normal

Jenis Lignin (%)

CW¹ NW²

Pinus densiflora S, et Z. 36.3 26.6

Pinus radiata D.Don. 34.4 24.2

Pinus resinosa Ait. 39.7 29.1

Pinus rigida Mill. 37.6 28.1

Pinus strobus L. 39.4 29.0

Pinus sylvestris L. 37.9 27.4

Pinus taeda L. 35.2 28.3 Keterangan ¹ : Compression Wood; ² : Normal Wood

(Sumber: Panshin dan de Zeeuw. 1970)

13

2.5.2 Melinjo (Gnetum gnemon Linn)

Melinjo (Gnetum gnemon Linn) merupakan jenis tumbuhan yang sudah

dikenal banyak oleh masyarakat Indonesia. Melinjo dikenal juga dengan nama

lain belinjo dan bagoe. Selain di Indonesia jenis G. gnemon juga terdapat di

Malaysia, Kamboja, Filipina, Thailand dan Vietnam. Melinjo berperawakan

pohon yang ramping, berkelamin dua dan selalu hijau dengan batang yang lurus,

tingginya 5-10 m, kulit batangnya berwarna kelabu ditandai oleh gelang-gelang

menonjol secara nyata, cabang-cabangnya berbagai ukuran dan letaknya

melingkari batang, terus sampai di pangkal batang. Cabang itu menebal

dipangkalnya. Keragaman sifat kimia lignin kayu reaksi Melinjo disajikan pada

Tabel 3.

Tabel 3 Komponen kimia kayu melinjo (G. gnemon)

Sampel Uji Komponen Kimia Struktural (%)

Selulosa α-Selulosa Holoselulosa Lignin

0° 41,36 20,42 80,08 23,40

90° 41,42 21,86 80,18 23,60

180° 43,47 23,93 81,60 22,45

270° 41,76 21,10 80,18 24,20

Rata-rata 42,00 21,83 80,19 23,41 Keterangan: 0°: Bagian kayu opposite; 180°: Bagian kayu reaksi (Sumber : Nugraheni 2008).

14

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus-Oktober 2008 di Bagian

Kimia Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan IPB dan di

Laboratorium Kimia Bersama Departemen Kimia Fakultas MIPA IPB.

3.2 Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain, golok, willey

mill, gelas ukur, sokhlet, desikator, pemanas air, water bath, UV Visible

Spectrophotometer SHIMADZU UV Pharma Spec. 1700, aluminium foil, kertas

saring, pipet, erlenmeyer, tabung reaksi, pengaduk kaca, gelas piala, plastik, label

dan saringan.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bagian kayu

reaksi (kayu tekan) dari jenis Pinus (Pinus merkusii Jungh et de Vrise) dan

Melinjo (Gnetum gnemon Linn), ethanol-benzene, asam sulfat 72%, alkohol,

aquadestilata.

3.3 Tahapan Analisis Lignin Terlarut Asam

3.3.1 Persiapan Contoh Uji

Contoh uji yang digunakan berasal dari batang pohon yang mengandung

kayu reaksi. Jenis P. merkusii berumur sekitar 40 tahun yang diambil dari

kawasan Gunung Bunder (Bogor) dan jenis G. gnemon berumur sekitar 20 tahun

yang diambil dari kawasan Petir (Bogor). Contoh uji diambil dari enam posisi

arah melingkar batang (Gambar 4).

Gambar 4. Contoh uji

0° contoh uji

60°

120°

180°

240°

300°

0°

180°

15

Contoh uji dipotong kecil-kecil dengan menggunakan golok kemudian

digiling dengan willey mill agar menjadi serbuk dan disaring. Bagian yang diambil

adalah partikel yang lolos saringan 40 mesh dan tertahan pada saringan 60 mesh.

3.3.2 Ekstraksi Ethanol/Benzene ( 1:2 v/v)

Prosedur ini merujuk pada TAPPI T 204 om 88 yang pada akhirnya

menghasilkan serbuk bebas zat ekstraktif. Serbuk kayu sebanyak 10 gram

dimasukkan kedalam kertas saring yang dibuat seperti thimbel, yang telah

diketahui beratnya. Thimbel dimasukkan kedalam sokhlet dan diekstraksi dengan

300 ml etanol-benzene (1:2) selama 8 jam. Selanjutnya thimbel dicuci dengan

ethanol, hingga larutan bening dan diangin-anginkan.

3.3.3 Penentuan Kadar Lignin Klason (Lignin Tidak Larut Asam)

Prosedur ini menggunakan standar TAPPI T 222 om 88. Sampel kayu

bebas ekstraktif ekuivalen berat kering 1.0±0.1 gram dimasukan ke dalam gelas

piala. Setelah itu ditambahkan larutan asam sulfat 72% sebanyak 15 ml.

Penambahan asam dilakukan secara perlahan dan bertahap sambil diaduk dengan

suhu dijaga pada 20±1°C. Setelah tercampur sempurna gelas piala disimpan pada

suhu 20±1°C selama 2 jam sambil diaduk sesekali. Sebanyak 300-400 ml air

dimasukkan ke dalam erlenmeyer 1000 ml kemudian sampel dari gelas piala

dipindahkan ke dalam erlenmeyer. Larutan dibilas dan diencerkan dengan air

hingga dicapai konsentrasi asam sulfat 3% yaitu hingga total volume 575 ml.

Larutan dididihkan selama 4 jam dan volume larutan dijaga tetap konstan dengan

menambahkan air panas, kemudian lignin disaring dan dicuci dengan air panas

hingga bebas asam. Sampel lignin dikeringkan dalam oven pada suhu 105±3°C

hingga beratnya konstan untuk kemudian ditimbang.

Kadar Lignin :

% Lignin = %100B

A

A = Berat Lignin (gram) B = Berat serbuk awal (gram)

16

3.3.4 Penentuan Kadar Lignin Terlarut Asam

Pengujian kadar lignin terlarut asam dilakukan berdasarkan TAPPI T 250.

Filtrat dari hasil penentuan lignin klason digenapkan volumenya menjadi 1000 ml,

kemudian diambil 5 ml sampel uji untuk diuji dengan alat spectrophotometer.

Selain itu, dibuat sampel blanko dari 15 ml asam sulfat yang diencerkan hingga

volumenya menjadi 1000 ml yang juga diambil sampel uji sebanyak 5 ml untuk

pengujian spectrophotometer. Panjang gelombang yang dipakai adalah 205 nm

dan koefisien adsorbsi 110 L/g-cm. Kadar lignin terlarut asam dihitung dengan

menggunakan rumus :

Konsentrasi lignin terlarut asam Vinitial

VfinalAC

110

Kadar lignin terlarut asam ASL = %1001000xBKT

CV

C = konsentrasi filtrat lignin terlarut asam (g/l)

V = volume total filtrat (ml)

A = pembacaan pada panjang gelombang 205 nm

Vfinal = volume akhir larutan (ml)

Vinitial = volume inisial blanko (ml)

ASL = kadar lignin terlarut asam (%)

BKT = berat kering tanur serbuk kayu (g)

17

3.4 Diagram Alir Penelitian

Gambar 5. Bagan diagram alir penelitian

Uji ASL dengan Spectrophotometer

Ekstraksi dengan

etanol/benzene (1:2); 8 jam

Hidrolisis 1 gram serbuk dengan 15 ml asam

sulfat 72% selama 2 jam pada suhu 20±1°C

Lignin Klason

Padatan Filtrat

Volume larutan

dijadikan 1000 ml

Serbuk kayu 60-40 mesh

Hidrolisis dengan H2SO4 3%

selama 4 jam pada suhu ±100°C

18

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Lignin Klason dan Lignin Terlarut Asam

Lignin merupakan suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul

tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropan (Sjostrom 1995). Penentuan proporsi

kandungan lignin dalam kayu sering ditentukan dengan menggunakan metode

Klason. Metode ini memisahkan lignin sebagai material yang tidak larut dengan

depolimerisasi selulosa dan hemiselulosa dalam asam sulfat 72% yang diikuti

dengan hidrolisis polisakarida pada asam sulfat 3% yang dipanaskan. Bagian yang

terlarut menjadi filtrat disebut lignin terlarut asam (acid soluble lignin) yang dapat

ditentukan nilainya dengan menggunakan spectrophotometer (Fengel dan

Wegener 1995).

Perbedaan dalam hal kandungan lignin tidak hanya terjadi pada lignin

klason tetapi juga pada nilai lignin terlarut asam yang berdampak pada perbedaan

kandungan lignin total. Seperti halnya yang terjadi pada kayu tarik kayu Poplar

(Akiyama et al. 2005), hasil penelitian ini menunjukkan bahwa keragaman kadar

lignin terjadi juga pada kayu tekan dari jenis kayu kelompok gimnospermae

(Tabel 4). Secara umum kayu P. merkusii memiliki kadar lignin yang lebih tinggi,

dibanding kayu G. gnemon. Oleh karena kadar lignin terlarut asam kayu Melinjo

lebih tinggi dibanding kayu Pinus, maka hal ini mendukung hubungan antara

kadar lignin dengan lignin terlarut asam yang telah ditemukan pada beberapa jenis

kayu yang berbeda (Akiyama et al. 2005, Mahmudi 2008).

Satu hal yang menarik adalah tingginya kadar lignin terlarut asam dari

kayu G. gnemon, padahal jenis kayu ini termasuk ke dalam kelompok

gimnospermae yang umumnya memiliki kadar lignin terlarut asam yang relatif

kecil (Fengel dan Wegener 1995). Hal ini mungkin berkaitan dengan struktur

kimia lignin kayu Melinjo yang berbeda dari umumnya jenis kayu softwood.

Kayu Melinjo walaupun termasuk ke dalam kelompok gimnospemae akan tetapi

memiliki beberapa ciri yang menyerupai jenis kayu daun lebar dari kelompok

angiospermae, seperti terdapatnya vessel dalam jaringan kayunya dan struktur

ligninnya yang mengandung unit siringil (Syafii dan Nawawi 2008).

19

Tabel 4 Kandungan lignin kayu reaksi P. merkusii dan G. gnemon pada arah

melingkar batang

Jenis Kayu Posisi

Sampel

Lignin (%)

Klason ASL Total

Pinus merkusii

0o 25.47 1.68 27.15

60o 25.60 1.58 27.17

120o 29.75 1.43 31.18

180o 32.44 1.32 33.76

240o 27.01 1.63 28.64

300o 25.59 1.77 27.35

Gnetum gnemon

0o 20.64 2.52 23.15

60o 21.36 2.23 23.59

120o 21.42 1.93 23.35

180o 21.75 1.92 23.67

240o 21.43 1.92 23.35

300o 20.31 2.30 22.61

(keterangan: 0o: bagian kayu opposite; 180o: bagian kayu tekan)

Kayu P. merkusii seperti umumnya kayu jenis gimnospermae membentuk

kayu tekan sebagai respon terhadap adanya gangguan dari luar seperti angin,

gravitasi atau pohon tumbuh miring. Nilai lignin klason pada arah melingkar

batang kayu menunjukkan suatu kecenderungan dimana terdapat peningkatan

kadar lignin klason dari bagian kayu oposit ke arah bagian kayu tekan dan terjadi

sebaliknya untuk lignin terlarut asam (Gambar 6). Kadar lignin tertinggi, baik

lignin klason maupun total lignin, terdapat pada bagian kayu dengan proporsi

jaringan kayu reaksi yang paling besar. Oleh karena pembentukan kayu reaksi

merupakan respon pohon terhadap pengaruh mekanis dari luar, maka pada jenis

kayu daun jarum semakin tinggi tekanan yang diterima pohon selama

pertumbuhan, pohon akan membentuk jaringan kayu reaksi yang semakin besar

dengan kadar lignin yang semakin tinggi. Kayu tekan P. merkusii memiliki

kandungan lignin klason paling tinggi yaitu 32,44 % atau lebih tinggi dibanding

bagian kayu oposit dengan kadar lignin klason 25,47 %. Hasil yang didapat ini

sejalan dengan hasil penelitian yang telah disampaikan oleh Hagglund dan

Ljnggren dalam Timell (1986) yang menyebutkan bahwa lignin kayu tekan dapat

lebih tinggi hingga 36% dibandingkan pada kayu normal.

20

Gambar 6. Kandungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

P. merkusii pada arah melingkar batang (0o: bagian kayu

opposite; 180o: bagian kayu tekan)

Kandungan lignin terlarut asam (Acid soluble lignin) dari P. merkusii

memperlihatkan kecenderungan yang berlawanan dengan kecenderungan yang

terjadi pada kandungan lignin klason. Dengan meningkatnya kandungan lignin

klason, lignin terlarut asam semakin menurun. Hal ini kemungkinan karena

adanya keterkaitan antara reaksi pembentukan lignin terlarut asam dengan jenis

dan komposisi struktur kimia penyusun lignin. Dalam kayu P. merkusii yang

merupakan jenis softwood, pembentukan lignin terlarut asam dapat dipengaruhi

oleh komposisi guaiasil dan p-hidroksiphenil yang menyusun lignin kayu daun

jarum.

Seperti halnya pada kayu P. merkusii, kayu reaksi yang terbentuk pada

jenis G. gnemon juga merupakan kayu tekan karena bagian kayu reaksi terbentuk

di bagian bawah batang yang miring yang merupakan ciri dari pembentukan kayu

reaksi dari jenis gimnospermae. Namun melihat pada ciri anatominya jenis ini

tidak seperti halnya pada jenis softwood umumnya, dimana jenis ini mempunyai

pori pada jaringan kayunya yang merupakan salah satu ciri dari jenis hardwood

(angiospermae).

Pada kayu reaksi G. gnemon nilai kandungan lignin klason menunjukan

kecenderungan yang sama dengan jenis P. merkusii. Nilai lignin klason meningkat

sejalan dengan semakin besarnya pembentukan kayu tekan, sedangkan nilai lignin

terlarut asam berlaku sebaliknya (Gambar 7). Kecenderungan nilai lignin terlarut

21

asam diduga berkaitan dengan komposisi struktur kimia lignin kayu G. gnemon.

Berbeda dengan jenis softwood lainnya struktur kimia lignin G. gnemon terdiri

dari siringil dan guaiasil yang merupakan ciri dari hardwood.

Gambar 7. Kandungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

G. gnemon pada arah melingkar batang (0o: bagian kayu

opposite; 180o: bagian kayu tekan)

Kayu reaksi terbentuk sebagai akibat dari adanya pengaruh mekanis dari

luar atau tekanan selama pertumbuhan pohon. Seperti telah diketahui, kayu daun

jarum mempunyai susunan jaringan yang homogen yang terutama disusun oleh

trakeida. Trakeida pada kayu daun jarum mempunyai peran ganda yakni sebagai

penyalur zat makanan dan juga berfungsi sebagai kekuatan mekanis dari pohon.

Pengaruh-pengaruh mekanis dari luar yang dialami pohon memaksa pohon

memberikan reaksi dengan membentuk lignin lebih banyak dari normal sehingga

pada kayu yang mengalami tekanan akan memiliki kandungan lignin yang lebih

besar.

4.2 Hubungan Lignin Klason, Lignin Terlarut Asam dan Total Lignin

Hasil penelitian menunjukan bahwa perubahan kandungan lignin akibat

pembentukan kayu tekan berkorelasi dengan tinggi rendahnya pembentukan kayu

reaksi yang merupakan respon terhadap perbedaan tekanan yang diterima pohon

selama pertumbuhan. Pada kayu tekan P. merkusii nilai lignin klason meningkat

ke arah bagian kayu yang semakin dekat dengan bagian kayu tekan dan kemudian

22

kembali menurun dengan semakin jauhnya posisi sampel dari bagian tekan. Nilai

lignin terlarut asam terjadi sebaliknya dimana nilainya semakin menurun dengan

semakin dekatnya posisi sampel dengan bagian tekan (Tabel 5).

Tabel 5 Perbandingan nilai lignin klason dan lignin terlarut asam terhadap

total lignin kayu pada kayu P. merkusii dan G. gnemon

Jenis Kayu Posisi Sampel Klason/Total (%) ASL/Total (%)

Pinus

merkusii

0o 0.9382 0.0618

60o 0.9420 0.0580

120o 0.9541 0.0459

180o 0.9609 0.0391

240o 0.9433 0.0567

300o 0.9354 0.0646

Gnetum

Gnemon

0o 0.8913 0.1087

60o 0.9055 0.0945

120o 0.9173 0.0827

180o 0.9189 0.0811

240o 0.9177 0.0823

300o 0.8981 0.1019

(keterangan: 0o: bagian kayu opposite; 180o: bagian kayu tekan)

Nilai lignin klason dari kayu tekan P. merkusii sekitar 96% dan nilai lignin

terlarut asam sekitar 4% dari total lignin. Semakin tinggi nilai lignin klason atau

kadar lignin, semakin rendah nilai lignin terlarut asam (Gambar 8). Hal ini diduga

dipengaruhi oleh jenis dan komposisi dari komponen penyusun molekul lignin

yaitu kandungan unit guaiasil dan p-hidroksiphenil. Sebagaimana telah diketahui

bahwa jenis kayu daun jarum disusun oleh lignin dari unit guaiasil dan p-

hidroksiphenil (Fengel dan Wegener 1985, Sjostrom 1995), sehingga karakteristik

kimia molekul lignin kayu daun jarum sangat ditentukan oleh proporsi dan

reaktifitas kedua jenis unit penyusun lignin tersebut. Berdasarkan hal tersebut

mengindikasikan bahwa lignin pada bagian kayu tekan selain secara kuatitatif

lebih tinggi juga lebih mudah berkondensasi selama proses penentuan lignin

klason, yang berakibat tingginya fraksi lignin yang tidak larut asam (lignin

klason) dan rendahnya pembentukan fraksi lignin yang terlarut asam.

23

Gambar 8. Hubungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi

P.merkusii

Pada kayu reaksi G. gnemon rata-rata proporsi nilai lignin klason adalah

sekitar 92% dan nilai lignin terlarut asam sekitar 8% dari total lignin (Tabel 5).

Kadar lignin yang semakin tinggi diikuti oleh semakin rendahnya nilai lignin

terlarut asam (Gambar 9). Sifat kimia lignin pada kayu G. gnemon ini dipengaruhi

oleh struktur kimianya yang terutama disusun oleh unit siringil dan guaiasil.

Proporsi siringil dan guaiasil diduga mempengaruhi nilai lignin terlarut asam yang

dihasilkan setelah terjadinya proses hidrolisis pada saat penentuan lignin klason.

Gambar 9. Hubungan lignin klason dan lignin terlarut asam kayu reaksi G.

gnemon

Pengaruh dari struktur kimia lignin terhadap kandungan lignin terlarut

asam dan lignin klason tidak terlepas dari reaktifitas struktur kimia lignin tersebut.

24

Hubungan yang tergambar mengindikasikan bahwa struktur kimia lignin G.

gnemon berperan dalam pembentukan lignin selama proses kondensasi dalam

larutan asam sulfat. Reaksi kondensasi ini seperti halnya pada kayu P. merkusii

menyebabkan lignin tidak larut dan memadat sehingga kandungan lignin klason

yang dihasilkan tinggi sedangkan lignin terlarut asamnya rendah.

Dalam pembentukan lignin terlarut asam selama proses penentuan lignin

klason terdapat perbedaan faktor penentu dalam lignin kayu G. gnemon dan kayu

P. merkusii. Hal ini didasarkan pada perbedaan jenis unit lignin yang

menyusunnya, terutama p-hidroksiphenil pada lignin kayu Pinus dan keberadaan

unit siringil pada lignin kayu Melinjo selain unit guaiasil yang dimiliki masing-

masing jenis. Pada kayu Melinjo nilai lignin terlarut asam memberikan pengaruh

cukup besar terhadap jumlah total lignin dalam kayu. Nilai lignin terlarut asam

rata-rata 2,14%, sehingga pada penentuan total lignin, nilai lignin terlarut asam

tidak bisa diabaikan.

4.3 Hubungan Kadar Lignin dan Jenis Cincin Aromatik Penyusun Lignin

Lignin dapat dibagi menjadi beberapa kelas menurut unsur-unsur

strukturalnya. Disebut ”Lignin Guaiasil” yang terdapat di hampir semua kayu

softwood sebagian besar merupakan produk polimerisasi dari koniferil alkohol

dengan sedikit tambahan proporsi unit p-hidroksiphenil. ”Lignin Guaiasil-

Siringil” yang merupakan khas hardwood adalah kopolimer dari koniferil dan

sinapil alkohol dengan nisbah bervariasi.

Lignin kayu daun jarum (gimnospermae), kayu daun lebar (angiospermae)

dan rerumputan berbeda dalam hal kandungan unit-unit guaiasil (G), siringil (S)

dan p-hidroksiphenil (H). Hal ini dapat dibuktikan dengan metode oksidasi

nitrobenzene yang menghasilkan jumlah yang berbeda dari aldehida yang

dihasilkan (sebagai produk vanilin, siringaldehida, p-hidroksibenzaldehida).

Metode kimia lain yang dapat digunakan adalah asidolisis, oksidasi permanganat

dan penentuan metoksil (Fengel dan Wegener 1995)

Penentuan komposisi jenis komponen aromatik penyusun lignin dengan

menggunakan metode oksidasi nitrobenzene telah dipaparkan oleh Syafii dan

Nawawi (2008). Produk utama hasil degradasi oksidasi nitrobenzene alkali adalah

25

monomer p-hydroxybenzaldehyde (H), p-hydroxybenzoic acid (HA), vanillin (V),

vanillic acid (VA), syringaldehyde (S) dan syringic acid (SA).

Jenis kayu tekan P. merkusii terutama mengandung cincin aromatik

vanilin (guaiasil) dan sejumlah kecil p-hidroksiphenil. Hasil ini sesuai dengan

Fengel dan Wegener (1995), bahwa kebanyakan lignin gimnospermae adalah jenis

lignin guaiasil dengan jumlah kecil p-hidroksiphenil propana.

Tabel 6 Kandungan guaiasil dan p-hidroksiphenil pada lignin P. merkusii

Posisi

Sampel

Klason Lignin

(%)

ASL

(%)

G (mmol/gram

kayu)1

H (mmol/gram

kayu)2

0o

25.47 1.6791 0.5257 0.0095

60o 25.60 1.5763 0.4801 0.0109

120o 29.75 1.4295 0.4977 0.0658

180o 32.44 1.3215 0.5142 0.0843

240o 27.01 1.6248 0.5539 0.0569

300o 25.59 1.7674 0.5222 0.0262

Keterangan: 0o: opposite; 180o: kayu tekan ; 1: Guaiasil; 2: p-hidroksiphenil (Sumber: Syaffi

dan Nawawi, 2008)

Kandungan unit guaiasil dan p-hidroksiphenil penyusun lignin kayu Pinus

beragam berdasarkan perbedaan posisi sampel kayu. Khususnya untuk p-

hidroksiphenil terdapat kecenderungan semakin meningkat dari arah bagian kayu

oposit ke arah bagian tekan (Tabel 6). Hal ini sejalan dengan apa yang

dikemukakan oleh Fengel dan Wegener (1995) bahwa kayu reaksi kayu daun

jarum tidak hanya mempunyai kandungan lignin yang lebih tinggi daripada kayu

normal tetapi juga persentase unit p-hidroksiphenil yang lebih tinggi. Hal ini

mengindikasikan bahwa selama pembentukan kayu tekan, proporsi p-

hidroksiphenil semakin tinggi.

Kandungan unit guaiasil dalam lignin kayu relatif hampir sama, sehingga

kecenderungan peningkatan kadar lignin selama pembentukan kayu tekan pada

jenis P. merkusii bukan disebabkan oleh peningkatan unit guaiasil, akan tetapi

disebabkan oleh peningkatan proporsi p-hidroksiphenil (Gambar 10). Dengan

kata lain, jenis kayu Pinus merespon pengaruh mekanis eksternal dengan

membentuk molekul lignin dengan kandungan p-hidroksiphenil lebih banyak.

Sebagai akibatnya, sangat logis kayu reaksi tekan memiliki kerapatan dan

26

kekerasan yang lebih tinggi. Hal tersebut terjadi sebagai akibat dari kandungan

yang lebih tinggi dan molekul lignin yang lebih rapat (condensed) karena

tingginya kandungan p-hidroksiphenil. Secara struktur kimianya, p-hidroksiphenil

memiliki potensi ikatan yang lebih banyak (posisi C-3 dan C-5 pada cincin

aromatik) dibanding guaiasil atau siringil.

Gambar 10. Hubungan kandungan lignin klason dan p-hidroksiphenil pada

kayu tekan P. merkusii

Unit penyusun lignin berpengaruh terhadap pembentukan lignin terlarut

asam. Menurut Matshushita et al. (2004) selama proses penentuan lignin klason,

sebagian besar unit guaiasil lignin setelah terhidrolisis akan segera berkondensasi

satu sama lain membentuk produk rekondensasi berbobot molekul tinggi dalam

bentuk fraksi padatan, sehingga kontribusi unit guaiasil terhadap pembentukan

lignin terlarut asam adalah kecil. Oleh sebab itu, jenis kayu daun jarum yang

ligninnya terutama disusun oleh unit guaiasil umumnya menghasilkan lignin

terlarut asam yang kecil.

Lebih lanjut Yasuda et al. (2001) menjelaskan bahwa secara umum vanilin

(guaiasil) tidak memperlihatkan hubungan yang spesifik dengan lignin terlarut

asam. Hal ini terjadi karena reaksi vanilin membentuk kondensasi yang tidak

larut. Selain itu, vanilin membentuk kondensasi yang sangat stabil dalam asam

sulfat 72% dan menghasilkan produk degradasi bobot molekul rendah dalam

jumlah yang kecil sehingga menghasilkan nilai lignin terlarut asam yang rendah.

Berdasarkan hal tersebut, maka adanya kecenderungan perubahan lignin

terlarut asam pada kayu tekan diduga terkait dengan keberadaan unit p-

27

hidroksiphenil dalam lignin kayu daun jarum. Seperti sudah dibahas, bahwa

terdapat kecenderungan lignin terlarut asam semakin menurun sejalan dengan

pembentukan kayu reaksi tekan yang semakin besar. Hal tersebut disertai dengan

semakin meningkatnya kandungan unit p-hidroksiphenil penyusun lignin.

Kandungan lignin terlarut asam kayu tekan P. merkusii menunjukan hubungan

yang erat dengan proporsi p-hidroksiphenil dimana nilai p-hidroksiphenil yang

semakin tinggi menyebabkan lignin terlarut asam yang semakin rendah (Gambar

11).

Matsushita et al. (2004) menyebutkan bahwa selama perlakuan dengan

asam sulfat, struktur lignin akan berubah. Perubahan ini dapat terjadi karena

adanya reaksi kondensasi sebagai akibat dari tingkat reaktifitas yang dimiliki oleh

cincin aromatik penyusun lignin. Unit p-hidroksiphenil memiliki tapak reaktif

pada posisi C3 dan C5 dari cincin aromatik yang akan membentuk ikatan karbon-

karbon pada proses kondensasi selama perlakuan dengan asam sulfat. Dengan

semakin tingginya proporsi p-hidroksiphenil akan meningkatkan reaksi

kondensasi sehingga lignin menjadi padat dan tingkat kelarutannya dalam asam

menjadi rendah yang berdampak pada kandungan lignin terlarut asam yang

rendah.

Gambar 11. Hubungan kandungan lignin terlarut asam dan p-hidroksiphenil

pada kayu tekan P. merkusii

Untuk jenis G. gnemon, seperti telah disebutkan sebelumnya walaupun

jenis ini termasuk ke dalam jenis softwood namun jenis ini mempunyai pori pada

jaringan kayunya yang merupakan ciri dari hardwood. Selain itu jenis cincin

28

aromatik penyusun lignin jenis kayu ini seperti halnya kayu hardwood yaitu

siringil dan guaiasil (Tabel 7). Untuk jenis lignin ”guaiasil-siringil” komposisi

monomer penyusun lignin biasanya dinyatakan sebagai rasio siringil terhadap

guaiasil (rasio S/G atau S/V). Hal ini karena kedua jenis unit penyusun lignin

tersebut masing-masing memiliki proporsi yang besar terhadap penyusunan

molekul lignin. Berdasarkan tabel tersebut, menunjukkan bahwa rasio

siringil/guaiasil (rasio S/G) semakin meningkat sejalan dengan semakin

meningkatnya lignin terlarut asam (Gambar 12).

Tabel 7 Kandungan siringil/guaiasil pada G. gnemon

Posisi Sampel Klason Lignin

(%) ASL (%)

Rasio S/G

(mmol/gram kayu)

0o

25.56 2.5158 1.23

60o 25.77 2.2290 1.21

120o 26.62 1.9296 0.98

180o 27.06 1.9194 0.85

240o 26.93 1.9225 0.96

300o 25.96 2.3044 1.11

Keterangan: 0o: opposite; 180o: kayu tekan; S: siringil; G: Guaiasil (Sumber: Syafii dan

Nawawi, 2008)

Hal ini menunjukkan bahwa nilai lignin terlarut asam tidak dipengaruhi

oleh kandungan klason lignin secara kuantitatif tetapi lebih ditentukan oleh

komposisi kimia penyusun lignin. Nilai lignin terlarut asam yang lebih tinggi

dihasilkan dari lignin yang memiliki proporsi siringil/guaiasil yang lebih tinggi.

Hal ini mengindikasikan bahwa selama proses hidrolisis dan reaksi kondensasi

dalam asam, adanya unit siringil lignin berkontribusi terhadap pembentukan lignin

terlarut asam.

Yasuda et al. (2001), menyatakan bahwa siringil mempunyai reaktifitas

yang tinggi selama terjadinya hidrolisis dalam asam sulfat 72%. Pada proses

hidrolisis dengan asam sulfat 72%, siringil yang mempunyai sifat kelarutan yang

tinggi dalam asam sulfat 72% pecah dalam perlakuan Klason dan pada saat yang

bersamaan komponen yang pecah tadi mengalami reaksi kondensasi intermolekul,

reaksi kondensasi dengan karbohidrat, degradasi, dan reaksi-reaksi lainnya.

Selanjutnya, produk yang terdapat dalam lignin terlarut asam terutama adalah

29

lignin siringil yang berikatan dengan hemiselulosa (xilan), disamping produk-

produk degradasi berbobot molekul rendah. Oleh karena itu nilai lignin terlarut

asam tinggi pada lignin dengan kandungan unit siringil yang tinggi.

Gambar 12. Hubungan kandungan lignin terlarut asam dan siringil/guaiasil

pada kayu reaksi G. gnemon

Hubungan tersebut sejalan dengan hasil penelitian sebelumnya (Mahmudi

2008) yang menyebutkan bahwa semakin tinggi nilai lignin terlarut asam

berkorelasi dengan tingginya siringil/guaiasil pada jenis kayu yang berbeda.

Disamping itu Obst (1982), Obst dan Ralph (1983) dalam Akiyama et al. (2005)

menyebutkan bahwa pada hardwood, nilai lignin terlarut asam yang tinggi

terdapat pada jenis yang memiliki kandungan lignin klason yang rendah dan

kandungan metoksil yang tinggi. Sementara itu, kandungan metoksil yang tinggi

berkorelasi dengan tingginya kandungan unit siringil.

Matsushita et al. (2004) menyebutkan hardwood dengan kandungan

metoksil yang tinggi memberikan hasil lignin terlarut asam yang tinggi pula dan

siringil mempunyai reakstifitas yang tinggi dibanding guaiasil dalam kondensasi

dehidratif. Selain itu siringil juga dipercaya menghasilkan lignin terlarut asam

yang tinggi melalui pembentukan ikatan C-glikosida dengan hemiselulosa.

Berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan bahwa secara botani jenis G.

gnemon termasuk ke dalam jenis softwood. Namun secara kimia jenis ini termasuk

ke dalam jenis hardwood. Hal ini juga telah ditemukan sebelumnya oleh

Nugraheni (2008) bahwa kayu reaksi G. gnemon mempunyai karakter yang unik

karena termasuk jenis kayu kelompok gimnospermae sehingga membentuk kayu

30

tekan namun secara sifat kimia dan dimensi serat kayu, jenis ini seperti kayu tarik

yang merupakan ciri dari kayu hardwood kelompok angiospermae.

Hubungan antara kadar lignin dan cincin aromatik menunjukan bahwa

kayu membentuk kayu reaksi sebagai respon terhadap pengaruh dari lingkungan

terhadap pohon selama pertumbuhan. Pada pembentukan kayu reaksi tekan tidak

hanya nilai kandungan lignin yang meningkat tetapi juga terdapat perubahan

proporsi cincin aromatik penyusun struktur kimia lignin. Hal ini juga

menyebabkan adanya perbedaan reaktifitas kayu yang tentunya berpengaruh

dalam pengolahan atau penggunaan kayu berbasis komponen kimianya.

31

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Kadar lignin pada kayu reaksi P. merkusii menunjukan nilai yang

meningkat dari bagian kayu oposit ke arah bagian kayu tekan.

Kecenderungan yang sama juga terdapat pada kayu reaksi G. gnemon.

Kecenderungan sebaliknya terjadi untuk kadar lignin terlarut asam dimana

nilai lignin terlarut asam menurun dari bagian kayu oposit ke arah bagian

kayu tekan.

2. Kandungan lignin pada kayu tekan P. merkusii berkorelasi positif dengan

kandungan p-hidroksiphenil dalam lignin. Sejalan dengan peningkatan

kadar lignin, proporsi p-hidroksiphenil meningkat dari bagian kayu oposit

ke arah bagian kayu tekan Pinus, yang mengindikasikan bahwa ketika

pohon mengalami tekanan mekanis dari luar tidak hanya direspon dengan

peningkatan kadar lignin tetapi juga proporsi unit p-hidroksiphenil.

3. Pada kayu G. gnemon, kandungan lignin terlarut asam berkorelasi positif

dengan proporsi siringil/guaiasil dimana semakin tinggi proporsi

siringil/guaiasil maka lignin terlarut asam yang dihasilkan juga semakin

tinggi.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan penelitian mengenai kandungan lignin terlarut asam dari

jenis kayu Indonesia lainnya sehingga didapat suatu data yang

komprehensif sebagai dasar bagi pemanfaatan kayu yang sesuai dengan

sifat dasarnya, khususnya pemanfaatan kayu berbasis komponen kimianya.

2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai peranan lignin terlarut

asam terhadap kegiatan yang berhubungan dengan pengolahan kimia kayu

seperti pada proses pulping.

32

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi SS. 1990. Kimia Kayu. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan,

Direktorat Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat Institut

Pertanian Bogor. Bogor.

Akiyama T, Goto H, Nawawi DS, Syafii W, Matsumoto Y, Meshitsuka G. 2005.

Erythro/threo Ratio of β-O-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 Syringyl/Guaiacyl

Ratio. Holzforschung 59: 276-281.

Akiyama T, Matsumoto Y, Okuyama T, Meshitsuka G. 2003. Erythro/Threo

Ratio of β-O-4 Structures as an Important Structural Characteristic of

Lignin. Part 3:Ratio of Erythro and Threo Forms of β-O-4 Structures in

Tension Wood Lignin. Phytochemistry 64 (1): 157-1 162.

Desch HE. 1996. Timber: Structure, Properties, Conversion & Use. The

Macmillan Press. Ltd. London.

Fengel D, Wegener G. 1995. Kayu; Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi.

Terjemahan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Gullichsen J, Paulapuro H. 2004. Papermaking Science and Technology : Forest

Products Chemistry, Book 3. Finnish Paper Engieneers’ Association and

TAPPI. Helsinki.

Hatfield R, Fukushima RS. 2005. Can Lignin Be Accuratelly Measured? Crop

Science Society Journal 45: 832-838.

Haygreen JG, Bowyer JL. 1996. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu Pengantar,

Terjemahan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Hoadley RB. 2000. Understanding Wood: A Craftman’s guide To Wood

Technology. The Taunton Press, Inc. USA.

Mahmudi A. 2008. Keragaman Lignin Terlarut Asam (Acid Soluble Lignin) Pada

Empat Jenis Kayu Cepat Tumbuh [Skripsi]. Bogor: Departemen Hasil

Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Martawijaya A, Kartasujana I, Mandang YI, Prawira SA, Kadir K. 1989. Atlas

Kayu Indonesia Jilid II. Departemen Kehutanan. Badan Penelitian dan

Pengembangan Kehutanan. Bogor.

33

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,

and Behavior of Lignin Model Compound with Guaiacyl and Syringyl Nuclei in 72% Sulfuric Acid. Journal of Wood Science 50: 136-141.

Nugraheni N. 2008. Keragaman Komponen Kimia dan Dimensi Serat Kayu Reaksi

Melinjo (Gnetum gnemon L) [Skripsi]. Bogor: Departemen Hasil Hutan,

Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor.

Panshin AJ, de Zeeuw C. 1970. Textbook of Wood Technology. Mcgrew-Hill, Inc.

USA.

Sjostrom E. 1995. Kimia Kayu Dasar-dasar dan Penggunaan. Terjemahan.

Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

Syafii W, Nawawi DS. 2008. Rasio Stereoisomer Erythro dan Threo Struktur β-

O-4 dan Hubungan dengan jenis cincin Aromatik Penyusun Makromolekul

Lignin. Laporan Penelitian Fundamental. Lembaga Penelitian dan

Pengabdian kepada Masyarakat IPB. Bogor.

Timell TE. 1986. Compression Wood in Gymnosperms Vol I, Bibliography,

Historical, Background, Determination, Structure, Chemistry,

Topochemistry, Physical Properties, Origin and Formation of

Compression Wood. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Germany.

Tsoumis G. 1991. Science and Technology of Wood Structure, Properties,

Utilization. Van, Nostand Reinhold. New York.

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.

Yeh TF, Goldfarb B, Min CH, Peszlen I, Braun JL, Kadla JF. 2005. Comparison

of Morphological and Chemical Properties between Juvenile Wood and

Compression Wood of Loblolly Pine. Holzforschung, 59: 669–674.

34

LAMPIRAN

35

Lampiran 1. Lignin Klason dan lignin terlarut asam (Acid Soluble Lignin) pada

kayu P. merkusii

Posisi

Sampel ulangan Lignin Klason (%) ASL (%)

Rata-rata

Lignin Klason

(%)

ASL

(%)

0° 1 25.80 1.67

25.47 1.68 2 25.15 1.69

60° 1 25.92 1.55

25.6 1.58 2 25.27 1.61

120° 1 30.72 1.42

29.75 1.43 2 28.78 1.44

180° 1 32.74 1.30

32.44 1.32 2 32.14 1.34

240° 1 27.28 1.62

27.01 1.62 2 26.75 1.63

300° 1 25.52 1.74

25.59 1.77 2 25.65 1.80

36

Lampiran 2. Lignin Klason dan lignin terlarut asam (Acid Soluble Lignin) pada

kayu G. gnemon

Posisi

Sampel ulangan Lignin Klason (%) ASL (%)

Rata-rata

Lignin Klason

(%)

ASL

(%)

0° 1 19.54 2.84

20.64 2.52 2 21.73 2.19

60° 1 20.02 2.33

21.36 2.23 2 22.71 2.13

120° 1 20.10 2.02

21.42 1.93 2 22.73 1.84

180° 1 19.98 2.01

21.75 1.92 2 23.53 1.83

240° 1 20.14 2.00

21.43 1.92 2 22.72 1.84

300° 1 19.54 2.35

20.31 2.30 2 21.07 2.26