Tag Archives: lignin

Metode Analisis Fraksinasi Biomassa Lignocelulosa

Biomassa lignoselulosa banyak sekali menjadi objek penelitian. Tujuannya untuk macam-macam, karena memang biomassa lignoselulosa ini bisa dimanfaatkan untuk berbagai macam produk. Salah satu analisis yang hampir selalu dilakukan untuk biomassa lingoselulosa adalah analisis kandungan lignin, selulosa dan hemiselulosa. Masalahnya adalalah seringkali data hasil analisis ini tidak selalu klop. Karena satuannya dinyatakan dalam persen (%), mestinya kalau dijumlahkan totalnya menjadi 100%. Nah, banyak data penelitian yang kalau dijumlahkan nilainya >100%. Kan… nggak mungkin.

Salah satu permasalahan dari data ini adalah karena metode analisnya yang tidak fraksional. Pisah-pisah, jadi datanya agak ngaco dan sering tidak masuk akal.Kalau data kurang cocok, pembahasannya pun bisa bias. Metode analisis yang menurut saya paling cocok adalah analisi fraksinasi biomassa lingoselulosa. Menggunakan metode yang dipakai oleh Pak Andrew Chesson dan dipakai juga oleh Pak Datta.

Berikut alur analisisnya:

Analisis fraksional biomassa lignoselulosa untuk kandungan lignin, selulosa dan hemiselulosa.

Refernsinya:

Chesson, A. “The maceration of linen flax under anaerobic conditions.” Journal of Applied Bacteriology 45.2 (1978): 219-230.

Datta, Rathin. “Acidogenic fermentation of lignocellulose–acid yield and conversion of components.” Biotechnology and Bioengineering 23.9 (1981): 2167-2170.

Advertisements

Analisa Kandungan Lignosellulosa dengan Metode Chesson – updated

Analisis Kandungan Lignoselulosa Dengan Metode Chesson

Alternatif link: Analisis Kandungan Lignin dengan Metode Chesson-Datta

Lignin

LIGNIN Biomass Recalcitrane

Lignin

Metode analisis lengkap kandungan biomassa lignoselulosa dengan metode Chesson-Datta

Analisa Kandungan Lingin, Selulosa, dan Hemiselulosa dalam biomassa lignocellulosa

Banyak yang bertanya kepada saya bagaimana menganalisa kandungan lignin, selulosa (cellulosa), dan hemiselulosa (hemicellulosa) di dalam biomassa lignoselulosa. Ada banyak metode yang bisa digunakan, seperti metode dari TAPPI dan metode dari NERL. Namun, karena keterbatasan peralatan laboratorium di Indonesia, jadi tidak jarang metode ini sulit dilakukan atau kalau bisa dilakukan biayanya lumayan mahal.

Ada metode lama yang bisa digunakan dengan peralatan laboratorium yang relatif mudah di dapat dan lebih murah. Memang metode ini ada kelemahannya, namun setidaknya bisa digunakan untuk memprediksi kandungan lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Metode ini dijelaskan oleh Datta (1981) yang dimodifikasi dari metode yang dijelaskan oleh Chesson (1978). Prinsip dasar dari metode ini adalah gravimetri, jadi berdasarkan berat biomassa yang hilang. Biomassa dihidolisis secara bertahap dengan menggunakan asam sulfat. Tahapa utama metode ini bisa dilihat di dalam gambar di bawah ini.
Continue reading

Penentuan Kandungan Zat Ekstraktive dalam Biomassa Lignocellulosa

Penentuan kandungan zat ekstraktive dalam biomassa lignocellulosa dilakukan dengan mengacu pada metode NREL (dokumen bisa didownload di link ini: Metode NREL). Penentuan kadar zat ekstraktif ini dilakukan sebelum melakukan analisis kandungan biomassa yang lain, seperti lignin, cellulosa, dan hemisellulosa.
Analisa lignin, cellulosa, dan hemiselulosa menggunakan sampel yang bebas zat ekstraktif. Karena kandungan zat ekstraktif bisa mengacaukan hasil analisis biomassa, terutama kandungan lignin. Sampel yang tidak bebas zat ekstraktif akan terbaca lebih tinggi dari yang seharusnya.
Analisis ini sebenarnya sederhana tetapi cukup makan waktu, sekali analisis 6 s/d 12 jam. Kalau sampelnya banyak pekerjaan yang tidak sederhana.

Knut Lundquist, salah satu ahli lignin di Chalmers


Saya dan Alm. Prof. Knut Lundquist (Foto by: Erna Astuti)


Artikel saya yang saya tulis dengan Prof. Knut sebelum beliau meninggal:
BIOLOGICAL PRETREATMENT OF LIGNOCELLULOSES WITH WHITE-ROT FUNGI AND ITS APPLICATIONS: A REVIEW


Orangnya sudah sangat sepuh, menurut temanku Linda Helström, umurnya sekitar 78 tahun. Rambutnya sudah putih semua, farfar alias sudah kakek-kakek. Namanya Prof. Knut Lundquist. Pak Knut sudah sebenarnya sudah pensiun, tetapi masih kerja di kantornya di level 4. Meskipun sudah berumur, Pak Knut masih sangat produktif. Beliau adalah salah satu ahli kimia organik, khususnya tentang lignin. Publikasi terbaru beliau diterbitkan di Bioresources tgl. 13 Februari 2011, judulnya: ”DIFFERENT TYPES OF PHENOLIC UNITS IN LIGNINS”.

Saya dikenalkan ke Pak Knut melalui Prof Claes Niklasson, ketika mengkoreksi draft tulisan saya. Katanya, kamu sebaiknya ketemu dengan Knut, salah satu ahli lignin. Saya hubungi Pak Knut via email, hari senin. Beliau langsung meresponnya. Besok paginya, hari selasa, ada orang tua datang ke ruangan saya, ternyata Pak Knut sendiri. Dia cuma ingin melihat saya dan tanya apakah saya bisa bahasa Swedia. Saya jawab: jag talar lite svenska, litle-litle sih I can….

Prof Knut Lundquist salah satu ahli lignin. Publikasinya sangat banyak, bisa di cek di Google Scholar: Knut Lundquist. Beliau pernah menulis dengan beberapa ahli lignin dan jamur pelapuk putih terkemuka. Seperti Brunow (Klik di sini). Brunow adalah salah satu ahli yang membuat model struktur lignin berdasarkan simulasi komputer pada tahun 1978. Luar biasa, ketika aku masih ingusan Beliau sudah membuat model struktur lignin dengan komputer. Pak Knut juga pernah menulis bersama dengan Prof. Kirk (klik di sini): Prof Kirk banyak meneliti tengan jamur pelapuk putih dan enzym ligninolityc.

Saya kirimkan draft paper saya via email. Hari rabu dia sudah datang lagi ke ruangan saya dengan sambil membawa draft saya yang sudah banyak coretannya. Dia bilang, ada beberapa bagian yang salah pemahaman. Kemudian dia memberiku beberapa literatur tentang lignin dan satu buku tentang kimia kayu. Hari kamis dia datang lagi dan menanyakan apakah saya ada waktu untuk diskusi tentan paper saya. Saya jawab: absolut, inga problem..,
Continue reading

LIGNIN 2: Lignin dan Evolusi Tanaman

Ini pakai teorinya mBah Darwin, teori evolusi – teori yang seringkali zulit dibuktikan.

Konon ceritanya tanaman muncul dari perairan. Nenek moyang tanaman hidupnya di air. Lalu pelan-pelan pindah ke daratan yang kering. Tanaman diperkitakan muncul 15.341.184.000.000.000 detik yang lalu (maksude  460juta tahun yang lalu), ketika dunia ini masih banyak dipenuhi dengan air.

Proses adaptasi tanaman ini terkait erat dengan keberadaan lignin di dalam dinding sel tanaman. Lignin telah membantu tanaman sukses berkompetisi mendapatkan sinar sang mentari. Lignin membuat batang tanaman lebih keras dan dapat tegak berdiri. Lignin juga membantu tanaman mengatasi kondisi yang sangat kering dibandingkan dengan kondisi di perairan.

Tanaman tingkat rendah dari kelompok alga dan lumut-lumutan ternyata juga memiliki kandungan lignin di dalam dinding selnya. Tetapi komposisi, jumlah, posisi, dan mungkin juga strukturnya berbeda. Kandungan dan kompleksitas lignin meningkat pada tanaman tingkat tinggi. Yang menarik adalah komponen penyusun ligninnya (monolignol) sama. Ilustrasi menarik disampaikan oleh Sarkar P et al. J. Exp. Bot. 2009;60:3615-3635

evolusi lignin
Gambar yang menunjukkan perubahan dinding sel seiring dengan evolusi tanaman. [Sarkar P et al. J. Exp. Bot. 2009;60:3615-3635]
Continue reading

LIGNIN: Pendahuluan

struktur lignin
[Struktur lignin yang diusulkan oleh Glasser and Glasser (1974), tahun-tahun waktu aku hampir lahir. Rumit banget struktur ini. Saya tidak habis pikir, bagaimana dulu Mbah Glasser memikirkan struktur ini ya….????? !!!!!!]

File presentasi tentang lignin silahkan disedot di link ini: LIGNIN: A Twenty-first Century Challenge

Alam selalu menarik untuk diamati, dicermati, dan dipelajari. Salah satunya lignin, senyawa organik paling melimpah kedua di dunia setelah selulosa. Lignin memainkan peranan penting, memiliki banyak manfaat, sekaligus menimbulkan banyak problem.

Lignin adalah tandon karbon utama di dalam biofer, kalau dihitung kira-kira 30% dari > 1.4 x 10^12 kg karbon disimpan di dalam lignin tanaman setiap tahunnya. Lignin adalah salah satu komponen utama sel tanaman, karena itu lignin juga memiliki dampak langsung terhadap karakteristik tanaman. Misalnya saja, lignin sangat berpengaruh pada proses pembuatan pulp dan kertas. Kebutuhan bahan kimia untuk ‘memasak’ kayu dihitung berdasarkan kandungan ligninnya. Kandungan lignin pada pakan ternak ruminansia sangat perpengaruh pada kemudahan pakan itu untuk dicerna. Pakan yang rendah kandungan ligninnya mudah dicerna oleh binantang. Tapi, kalau pakan yang diberikan terlalu banyak kandungan ligninnya, ternak bisa ‘mencret’.

Saat ini biomassa lignoselulosa sedang dilirik untuk bahan baku pembuatan bahan bakar masa depan – ethanol. Kandungan lignin serupakan salah satu penghambat biokonversi lignoselulosa menjadi etanol. Lignin melindungi selulosa, sehingga selulosa sulit untuk dihidrolisis. Proses pretreatment saat ini banyak dilakukan untuk memecah pelindung ini sehingga selulosa menjadi mudah dihidrolisis tanpa banyak kehilangan polysakaridanya.

Penelitian tentang lignin & biosintesa lignin saat ini banyak dilakukan untuk memaksimalkan pemanfaatan biomassa lignoselulosa. Seperti misalnya penelitian tentang struktur alami lignin, biosintesis lignin dan bagaimana menanipulasinya, di mana inisiasi lignin di dalam sel, transportasi monolignol dari dalam sel ke dinding sel, polymerasi lignin, dan topik-topik mendasar lainnya.

(Lanjutannya diklik di sini: LIGNIN DAN EVOLUSI TANAMAN)


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall