Tag Archives: struktur

Gambar Model Monomer Glukosa

Mempelajari selulosa harus mempelajari terlebih dahulu monomer gula penyusunnya, yaitu: glukosa. Berikut ini gambar model molekul glukosa. Menarik untuk dipelajari. Monggo.

200px-glucose_fisher_to_haworth

d-glucose-chain-2d-fischer

nomenclatura_3

glucose_haworth

glucose-2d-skeletal

Advertisements

Suprastuktur Selulosa

cellulosa sellulosa kayu serat

Gambar ini yang sering kita pelajari ketika belajar tentang selulosa. Ini adalah model rantai selulosa yang tersusun dari glukosa. Glukosa tersusun bersambung-sambung. Uniknya, selulosa hanya tersusun dari glukosa saja, tidak ada gula jenis lain. Salah satu keunikan lainnya adalah rantai glukosa ini lurus rus tidak bercabang.

cellulose-ibeta-from-xtal-2002-3d-balls

Dulu saya sering membayangkan kalau selulosa ini bentuknya panjang banget, dan memang tersusun seperti itu. Pada kenyataannya di alam raya ini, tidak ada selulosa yang hanya satu rantai saja. Ada yang disebut dengan suprastruktur selulosa. Maksudnya, rantai selulosa tersebut saling bergabung membentuk struktur sekunder yang lebih besar dan lebih rumit.

Kadang-kadang saya mengamati selulosa di bawah mikroskop. Banyak selulosa yang saya amati. Salah satunya seperti gambar di bawah ini. Ini adalah bentuk dari serat/fiber selulosa. Bentuknya panjang-panjang seperti rambut. Permukaannya umumnya terlihat halus di bawah mikroskop.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Namun, jika serabut selulosa tersebut ‘dirusak’, ternyata di muncul sesuatu yang menarik di bawah mikroskop. Seperti yang terlihat di gambar di bawah ini. Serabut selulosa tersebut seperti terkelupas dan muncul serabut-serabut yang lebih kecil. Atau terlihat ada struktur lain di dalam serat selulosa ini.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Foto ini menunjukkan bahwa serabut selulosa tersusun dari serabut-serabut yang lebih kecil lagi. Serabut kecil itu juga tersusun dari beberapa rantai selulosa yang berukuran lebih kecil lagi. Saya coba mencari foto mikroskopik selulosa di internet. Dan ketemu gambar di bawah ini. Meski dari biomassa yang berbeda, gambar ini cukup menunjukkan kalau selulosa memang tersusun dari serabut-serabut selulosa yang kecil-kecil.

silkatp2500x2

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

Suprasturktur Lignin Peroksidase, Enzim Pendegradasi Lignin

Lignin peroksidase (LiP) adalah salah satu enzim yang dapat memecah lignin. Enzim ini umumnya dihasilkan oleh jamur pelapuk putih. Berikut ini model struktur lignin peroksidase.

jamur pelapuk putih
Jamur pelapuk putih yang menghasilkan LiP

LIGNIN: Struktur Kimia Lignin

Lignin merupakan salah satu komponen lignoselulosa yang banyak diteliti. Beberapa usulan model struktur kimia lignin telah dikembangkan oleh beberapa ahli. Berikut ini struktur lignin yang pernah diusulkan.

lignin structure freudeberg
Freudenberg (1965)

Glasser and Glasser (1974)

lignin structure alder
Alder (1977)

lignin struktur brunow
Brunow et al. (1998)

Vanholme R. et.al. Plant Physiol. 2010:153:895-905


Usulan struktur model lignin yang terbaru dari Vanholme 2010

Referensi Lignin: Lundquist and Parkås (2011). Different types o phenolic units in lignins. Bioresourses 6(2), 920-926
Artikel tentang kimia lignin yang ditulis oleh Knut Lundquist bisa dilihat di sini: Lignin Lundquist.


Referensi yang berkaitan:
cellulosic cell wall