Apa yang dimaksud dengan lignin?

[magdalaura]

Lignin terbentuk dari gugus aromatik yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3 karbon. Lignin merupakan komponen kimia kayu yang sangat tidak diharapkan kehadirannya dalam produk pulp karena dapat menurunkan ketahanan fisik pulp dan menyebabkan warna pulp gelap sehingga meningkatkan konsumsi bahan kimia dalam proses pemutihan (Casey 1980). Dari segi morfologi, lignin merupakan senyawa amorf yang terdapat dalam lamela tengah majemuk maupun dalam dinding sekunder. Selama perkembangan sel, lignin dikategorikan sebagai komponen terakhir dalam dinding sel yang dapat menembus di antara fibril-fibril sehingga dapat memperkuat dinding sel (Fengel dan Wegener 1995).

Lignin terdapat di antara sel-sel dan dalam dinding sel serta berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel agar tetap bersama. Keberadaan lignin dalam dinding sel sangat erat hubungannya dengan selulosa yang berfungsi untuk memberikan ketegaran pada sel, berpengaruh dalam memperkecil perubahan dimensi sehubungan dengan perubahan air kayu dan mengurangi degradasi terhadap selulosa. Konsentrasi lignin tertinggi terdapat dalam lamella tengah dan akan semakin mengecil pada lapisan dinding sekunder (Haygreen dan Bowyer 1989; Sjostrom 1995).

Menurut Achmadi (1990), berdasarkan unsur strukturalnya, lignin dapat dibagi ke dalam beberapa kelompok yaitu Lignin guaiasil dan Lignin guaiasilsiringil. Lignin guaiasil terdapat pada kayu daun jarum (23-32%), dengan prazat koniferil alkohol sedangkan lignin guaiasil-siringil terdapat pada kayu daun lebar (20-28%, pada kayu tropis >30%), dengan prazat koniferil alcohol dan sinapil alkohol dengan nisbah 4:1 sampai 1:2.

Penyusun utama lignin kayu daun lebar (Hardwood) adalah unit-unit trans-conyferil alcohol dan trans-sinapyl alcohol. Struktur bangun lignin adalah ikatan bersama dari rantai/ikatan eter (C-O-C) dan ikatan karbon (C-C). Ikatan antar unit tersebut pada lignin hardwood dan softwood membentuk struktur β-O-4 (Gullichsen dan Paulapuro 2004).

Lignin Terlarut Asam

Lignin memiliki gugus fungsi yang mengandung oksigen pada posisi benzylic yang sensitif terhadap media asam dan memiliki kecenderungan berubah pada saat prosedur penentuan kadar lignin (Yasuda et al. 2001). Achmadi (1990) menerangkan bahwa pada suasana asam, lignin cenderung melakukan kondensasi. Peristiwa ini menyebabkan bobot molekul lignin bertambah dan dalam keadaan yang sangat asam, lignin yang telah terkondensasi ini akan mengendap. Lignin sebagian akan terlarut di dalam asam pada tahap hidrolisis kedua dari prosedur lignin klason.

Metode ini berfungsi untuk menentukan nilai absorpsi sinar UV pada larutan asam yang diencerkan dari prosedur lignin Klason. Hidrolisis dari tahap kedua pada prosedur lignin Klason dibaca pada standar cuvette UV (1 cm panjang alur) pada panjang gelombang 200-205 nm. Swan (1965) menyatakan bahwa pengukuran absorbsi UV pada hidolisat dapat dilakukan secara berkala pada panjang gelombang 205 nm dan 280 nm. Namun, hasil degradasi karbohidrat seperti hidroksimetilfurfural dari heksosa, furfural dari pentosa dan asam uronik akan mengganggu proses analisis khususnya pada panjang gelombang 280 nm. Oleh karena itu, panjang gelombang yang direkomendasikan untuk pengukuran lignin terlarut asam yaitu 205 nm walaupun faktor lain akan menjadi penghambat pengukuran pada panjang gelombang yang lebih rendah. Selain menggunakan cara spektrofotometri, penentuan lignin terlarut asam juga dapat dilakukan dengan cara penentuan sisa lignin total menggunakan metode asetil bromida. Lignin sisa dengan persentase yang kecil umumnya tetap berada dalam holoselulosa. Bagian sisa lignin ini berubah selama delignifikasi yaitu menjadi larut selama penentuan sisa lignin yang tidak telarut dalam asam dengan hidrolisis asam terhadap holoselulosa. Dalam analisis kayu, lignin yang larut dalam asam dapat menyebabkan kesalahan hingga 9%. Hanya ketika lignin terlarut asam dan lignin tidak terlarut asam sudah ditentukan, maka hasil analisis dapat mencapai 100% (Fengel dan Wegener 1995).

Musha dan Goring (1974) dalam Akiyama et al. (2005) menjelaskan bahwa proporsi lignin terlarut asam dalam hardwood lebih besar dengan kandungan lignin Klason yang lebih rendah dan kandungan metoksil yang lebih tinggi. Fengel dan Wegener (1995) juga menjelaskan bahwa kayu daun lebar memiliki jumlah lignin terlarut asam sampai 4% sementara kayu daun jarum sekitar 1%. Dalam penentuan lignin, kesalahan yang disebabkan oleh adanya senyawa-senyawa dan hasil-hasil reaksi yang tetap tinggal dengan lignin yang tersisa dan tidak dapat dihidrolisis bisa saja terjadi sehingga nilai lignin mengalami bias seolah-olah menjadi lebih tinggi.

Lignin terlarut asam merupakan salah satu sifat kimia yang menunjukkan kandungan serta reaktifitas lignin dalam kondisi asam. Adanya lignin terlarut asam dalam jumlah besar akan memberikan pengaruh terhadap kandungan total lignin kayu sehingga penentuan lignin terlarut asam sangat penting dalam kaitannya dengan struktur kimia kayu dan reaktifitas lignin.

[Fatimahyasmin]

Lignin merupakan zat organik yang memiliki polimer banyak dan merupakan hal yang penting dalam dunia tumbuhan. Lignin adalah polimer berkadar aromatik-fenolik yang tinggi, berwarna kecoklatan, dan relatif lebih mudah teroksidasi. Lignin tersusun atas jaringan polimer fenolik yang berfungsi merekatkan serat selulosa dan hemiselulosa sehingga menjadi sangat kuat (Sun and Cheng, 2002).

Struktur kimia lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. Gugus aromatik ditemukan pada lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari dua sampai tiga karbon. Proses pirolisis lignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa fenol, terutama kresol.

Lignin adalah polimer heterogen dan senyawa kimia yang merupakan bagian integral dari dinding sel tanaman yang memberikan kekuatan mekanik tanaman selulosa (Akbarzadeh et al. 2011).

Menurut Dence C. W. (1992) Fungsi utama dari lignin adalah sebagai perekat yang mempertahankan hemiselulosa dan selulosa dalam membentuk dinding sel. Komponen-komponen dasar lignin terdiri dari sinapin-alkohol, koniferil-alkohol dan p-kumaralkohol yang merupakan turunan dari propil alkohol yang masing-masing berhubungan dengan radikal 3 siringil, guaisil dan 4-hidroksifenil yang dimana komponen-komponen ini kurang tidak mudah larut (Muladi 2013).

[Nicky (Nicky Setyowati)]

Lignin merupakan bagian terbesar dari selulosa. Lignin akan mengikat serat selulosa yang kecil menjadi serat-serat panjang. Lignin tidak akan larut dalam larutan asam tetapi mudah larut dalam alkali encer dan mudah diserang oleh zat-zat oksida lainnya.

*Penyerapan sinar (warna) oleh pulp terutama berkaitan dengan komponen ligninnya. Untuk mencapai derajat keputihan yang tinggi, lignin tersisa harus dihilangkan dari pulp, dibebaskan dari gugus yang menyerap sinar kuat sesempurna mungkin. *

Lignin merupakan zat organik polimer yang banyak dan penting dalam dunia tumbuhan selain selulosa. Adanya lignin dalam sel tumbuhan, dapat menyebabkan tumbuhan kokoh berdiri. Lignin merupakan senyawa polimer yang berikatan dengan selulosa dan hemiselulosa pada jaringan tanaman.

Lignin secara umum tidak ditemui dalam bentuk sederhana di antara polisakarida-poliskarida dinding sel tanaman, tetapi selalu tergantung atau berikatan dengan polisakarida tersebut. Lignin merupakan senyawa polimer aromatik komplek yang terbentuk melalui polimerisasi tiga dimensi dari sinamil alkohol yang merupakan turunan dari fenilpropana (fengel, D. and wegener, G., 1995 dalam Anggraini dkk, 2007: 12).
Lignin berbentuk non kristal, mempunyai daya absorpsi yang kuat dan di alam bersifat thermoplastic , sangat stabil, sulit dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam sehingga struktur lignin pada tanaman bermacam-macam. Lignin pada tanaman dapat dibagi menjadi 3 tipe:

• Lignin dari kayu ( Gymnospermae )

• Lignin dari kayu keras ( Angiospermae dycotyle )

• Lignin dari rumput-rumputan, bambu, dan palmae ( Angiospermae monocotyle )

Gambar. Struktur lignin

Lignin adalah kompleks senyawa kimia yang paling sering berasal dari kayu, dan merupakan bagian integral dari sekunder dinding sel dari tanaman dan beberapa alga. Istilah ini diperkenalkan tahun 1819 oleh de Candolle dan berasal dari bahasa Latin kata Lignum, yang berarti kayu. Ini adalah salah satu yang paling berlimpah polimer organik di Bumi, melebihi hanya dengan selulosa menggunakan 30% dari non- fosil karbon organik dan merupakan dari seperempat hingga sepertiga dari berat kering kayu.

Lignin merupakan produk massa tumbuh-tumbuhan yang secara biologis paling lambat dirusak. Dengan demikian, lignin merupakan sumber utama bahan organik yang lambat dirusak oleh asam-asam fuminat yang terdapat di dalam tanah. Lignin memiliki spektrum serapan absorpsi ultraviolet (UV) yang khas dan memberikan reaksi warna yang khas dengan fenol dan amino aromatik (Fegel, D. and Wegener, G., 1995).

Kadar kandungan lignin pada tumbuhan sangat bervariasi. Pada bahan baku kayu kandungan lignin berkisar antara 20 – 40%, sedangkan pada bahan baku non kayu kadarnya lebih kecil lagi. Lignin menyebabkan pulp berwarna gelap. Pada proses pembutan pulp, kadar lignin harus rendah. Apabila kadar lignin pada tanaman tinggi, maka zat pemutih yang ditambahkan pada proses bleaching akan cukup banyak. Pulp akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila mengandung sedikit lignin. Hal ini dikarenakan lignin bersifat menolak air dan kaku, sehingga menyulitkan dalam proses penggilingan .

Tabel. Perbedaan antara Selulosa dan Lignin

Selulosa	Lignin
Tidak mudah larut dalam pelarut	Tidak mudah larut dalam air dan organik dan air asam mineral kuat
Tidak mudah larut dalam alkali	Larut dalam pelarut organik dan larutan alkali encer
Larut dalam asam pekat	Terhidrolisis relatif lebih cepat pada temperatur tinggi

Reaksi yang dapat terjadi dengan lignin adalah reaksi netralisasi, oksidasi, reduksi, halogenasi, hidrolisa dan sulfonasi. Reaksi sulfonasi, oksidasi dan halogenasi sangat berpengaruh terhadap sifat kimia pulp dan kertas. Lignin sangat peka terhadap oksidasi dan dapat terurai menjadi asam-asam aromatik seperti benzoat. Pada kondisi tertentu lignin dapat teroksidasi menjadi asam format, asetat, oksalat dan suksinat.