Language
Country/Area
No result found
Kisah sejarah lignin: Mengapa disebut "jiwa kayu"?!
Lignin adalah polimer organik kompleks yang membentuk bahan struktural penting untuk jaringan pendukung tanaman. Lignin sangat penting dalam pembentukan dinding sel pada kayu dan kulit kayu, memberikan kekakuan dan ketahanan terhadap pembusukan. Dengan memahami struktur, sejarah, dan fungsi biologis lignin, kita akan mengeksplorasi peran utamanya di alam dan ekonomi.
Sejarah lignin
Sejarah lignin dapat ditelusuri kembali ke tahun 1813, ketika ahli botani Swiss A. P. de Candolle pertama kali menyebutkan zat ini. Ia menggambarkannya sebagai zat berserat, tidak berbau, dan tidak larut dalam air dan alkohol, tetapi larut dalam larutan alkali lemah dan dapat diendapkan oleh asam. Jadi ia menamakannya "lignin", yang berasal dari kata Latin "lignum", yang berarti kayu.
Lignin adalah salah satu polimer organik paling melimpah di Bumi, kedua setelah selulosa dan kitin.
Lignin menyumbang 30% dari karbon organik nonfosil terestrial Bumi dan 20% hingga 35% dari berat kering kayu. Penelitian telah menemukan bahwa lignin juga terdapat dalam alga merah, yang menunjukkan bahwa nenek moyang umum tanaman dan alga merah mungkin memiliki kemampuan bawaan untuk mensintesis lignin. Temuan tersebut juga menunjukkan bahwa fungsi asli lignin mungkin adalah untuk memberikan dukungan struktural, seperti yang terjadi pada alga merah Calliarthron, yang mendukung sambungan antara bagian yang mengalami kalsifikasi.
Komposisi dan struktur
Komposisi lignin bervariasi dari spesies ke spesies. Misalnya, sampel pohon poplar memiliki komposisi 63,4% karbon, 5,9% hidrogen, 0,7% abu (kandungan mineral), dan 30% oksigen (diperoleh dari perbedaan tersebut), yang sesuai dengan rumus kimia (C31H34O11)n. Lignin adalah polimer yang sangat heterogen yang terdiri dari beberapa prekursor yang saling terkait, alkohol kayu. Ada tiga jenis utama alkohol kayu yang saling terkait ini, semuanya berasal dari fenilpropana.
Berat molekul lignin melebihi 10.000 u, dan keragaman struktural serta tingkat ikatan silangnya memiliki dampak yang signifikan terhadap sifat-sifatnya.
Fungsi Biologis
Lignin mengisi ruang antara dinding sel, terutama antara komponen selulosa, hemiselulosa, dan pektin, terutama dalam ikatan pembuluh dan jaringan pendukung. Lignin memainkan peran penting dalam konduksi air dan nutrisi yang larut dalam air di batang tanaman. Komponen polisakarida dari dinding sel tanaman sangat hidrofilik dan karenanya sangat permeabel terhadap air, sedangkan lignin lebih hidrofobik.
Fungsi lignin yang paling umum adalah memberikan dukungan struktural pada tanaman dengan memperkuat kayu.
Signifikansi ekonomi
Produksi lignin komersial global berasal dari industri kertas. Pada tahun 1988, lebih dari 220 juta ton kertas diproduksi di seluruh dunia, yang sebagian besar didelignifikasi. Lignin membentuk sekitar sepertiga dari massa prekursor selulosa, tetapi menyebabkan perubahan warna dan hilangnya kekuatan dalam proses pembuatan kertas dan oleh karena itu biasanya perlu dihilangkan. Proses delignifikasi adalah salah satu teknologi inti dalam industri kertas dan menimbulkan masalah lingkungan yang signifikan.
Biosintesis
Biosintesis lignin dimulai di sitoplasma, tempat alkohol xilil yang disakarifikasi disintesis dari asam amino fenilalanina. Proses ini memiliki reaksi langkah pertama yang sama dengan jalur fenilpropanoid. Masih banyak misteri yang belum terpecahkan tentang sintesis lignin, termasuk peran spesifik enzim oksidatif yang mengkatalisis reaksi polimerisasi.
Dapat terurai secara hayati
Dibandingkan dengan biopolimer lain, lignin memiliki ketahanan tertentu terhadap degradasi, yang meningkatkan stabilitasnya di lingkungan. Sementara beberapa jamur mampu mendegradasi lignin secara efektif, bakteri terbatas dalam kemampuannya untuk melakukannya, terutama karena turunan lignin menghambat pertumbuhan bakteri.
Kimia dan Analisis
Dalam industri kertas, kuantifikasi lignin biasanya dilakukan menggunakan uji lignin Klason dan lignin yang larut dalam asam. Prosedur standar ini memungkinkan analisis dan kuantifikasi komposisi lignin yang efisien, yang selanjutnya memajukan pemahaman tentang sifat dan aplikasinya.
Sejarah dan peran lignin tidak terbatas pada struktur dan fungsi kimianya; lignin merupakan unsur yang terkait erat dengan lingkungan, ekonomi, dan ekosistem. Di masa mendatang, akankah kita dapat menggunakan sumber daya yang berharga ini secara lebih efisien dan mengembangkan material yang lebih ramah lingkungan serta teknologi yang lebih baik?
