Senin, 28 November 2011

SELULOSA


Selulosa dibuat langsung dari unit-unit glukosa. Selulosa adalah suatu bahan yang tidak begitu asing lagi bagi manusia. Polimer alam yang paling melimpah. Kapas, misalnya adalah 99% selulosa murni. Bahan dasar dari banyak produk seperti pada kertas, serat rayon/tekstil, film. Meskipun merupakan karbohidrat, selulosa bukanlah sumber makanan bagi manusia atau hewan. Selulosa dari hasil biosistesis melalui proses fotosintesa: energy (hu) + CO2 + H2O → Carbohydrates + O2
Sifat Kristal Selulosa
Selulosa dalam dinding sel terdapat rantai-rantai  atau fibril-fibril yang halus. Kumpulan rantai-rantai fibril ini dapat terjadi karena sifta molekul selulosa sbb:
Struktur molekul selulosa seperti pita uniform
Ikatan C dengan C membuat rantai selulosa bersifat sangat kuat dan utuh
Adanya gugusan hidroksil (OH) disepanjang molekul untuk pengikatan ke sampaing dengan rantai selulosa yang lain
Cara penyusunan molekul selulosa adalah sejajar satu dengan yang lainnya
Pengelompokan terkecil yang bersifat kristalin disebut satuan (unit sel), panjang sel 10,3 A
1 mm = 1000 mikron    1 mikron = 1000 Angtrum (A)
Polimer Selulosa
Polimer linier tidak bercabang dengan ikatan glikosida β-(14)
Molekul selulosa kayu tersusun dari 5000-10000 unit glukosa
Uniform polimer stucture (Homopolimer) 

Selobiosa merupakan gabungan dari dua unit glukosa. Berikatan dengan ikatan glikosida dan merupakan unit ulang dari polimer selulosa.

STRUKTUR MIKROFIBRIL
Pada gambar tersebut bahwa pada bagian terbesar mikrofibril tersebut molekul selulosa tersusun secara rapi sejajar satu sama lain. Karena susunan seperti itu serupa dengan susunan molekul berulang yang sangat rapi pada sebuah kristal maka daerah – daerah dengan molekul-molekul selulosa sejajar disebut kristalit. Tetapi daerah ini kadang disebut juga misel. Pada gambar 5, daerah kristalin diseling oleh daerah dngan molekul selulosa yang tidak beraturan. Daerah ini disebut daerah amorf (tanpa bentuk tertentu). Daerah kristalin jauh lebih pendek daripada molekul selulosa, berarti bahwa satu molekul selulosa terdapat dalam 10 atau lebih daerah semacam itu. Sekitar 60-70% selulosa dalam dinding sel terdapat dalam bentuk kristalin. Derajat kristalinitas selulosa : 89-96 %
DINDING SEL
 Struktur kimia
Kembali pada pohon yang diselubungi oleh lapisan kambium yang tipis yang terdiri atas sel-sel yang mampu untuk membelah berulang-ulang. Sel-sel yang dibentuk ke arah dalam dari selubung ini kemudian menjadi kayu yang baru, sedang yang dibentuk ke arah luar menjadi bagian dari kulit. Sel kayu yang baru dibentuk mempunyai selubung yang tipis seperti selaput, kaya akan pektin dan disebut dinding primer, dan sel tersebut berisi cairan. ( Pektin adalah zat-zat kolodial yang kompleks dengan berat molekul tinggi yang apabila terhidrolisis umumnya akan menghasilkan asam galakturonat dan sedikit arabinosa dan galaktosa. Sturktur pektin yang tepat belum diketahui dengan jelas).
Pengendapan bahan-bahan organik pada dinding sel tidak berlangsung secara sembarangan. Sebagian besar selulosa misalnya, terikat dalam dinding sel tidak sebagai molekul-molekul yang berdiri sendiri-sendiri tetapi tersusun secara rumit dalam kelompok-kelompok molekul. Sebelum menjadi bagian dinding sel, molekul-molekul selulosa yang berbentuk seperti rantai panjang membentuk berkas-berkas molekul selulosa yang diletakkan sejajar satu sama lain. Berkas-berkas selulosa ini kemudian diselubungi oleh hemiselulosa dengan berat molekul randah untuk membentuk unit yang lebih besar yang disebut mikrofibril. Selulosa terdapat dalam dinding sel dalam bentuk mikrofibril yang diletakkan secara berlapis-lapis. Ikatan kimia hidrogen ( H+ ke OH- ) antara molekul selulosa yang berdekatan berfungsi untuk memperkuat struktur mikrofibril.
Penyebaran komponen kimia dalam dinding sel
Lignin
Lapisan S2 : 18- 25 %
Lapisan S3 : 11-18 %
Selulosa : 
Lapisan S2 : 50 %
Dinding primer ; sekitar 10 %
Gambar 20.5 Struktur dinding sel kayu

 Dinding primer
Dinding primer kaya akan pektin, juga diperkuat dengan jaring-jaring mikrofibril yang tersusun lebih kurang secara acak. Susunan acak ini berlawan sekali dengan pola susunan mikrofibril yang sangat teratur dalam dinding sekunder. Mikrofibril – mikrofibril pertama dalam jumlah sedikit yang diendapkan saat dimulainya pembentukan dinding sekunder, diletakkan dengan cara yang khusus. Mikrofibril – mikrofibril tersebut disusun secara spiral mengelilingi sisi dalam sel dengan sumbu panjang mikrofibril hampir tegak lurus (atau 50-70˚dari) sumbu panjang sel.
Banyak peneliti yang percaya bahwa mikrofibril – mikrofibril tergabung ke dalam unit yang lebih besar. Unit ini disebut makrofibril dan diperkirakan merupakan gabungan beberapa ratus mikrofibril. Dengan memperhatikan penyebaran komponen-komponen organik dalam berbagai lapisan dinding sel tersebut maka akan dapat disimpulkan pembahasan susunan dinding sel ini. Penting untuk diingat bahwa selulosa, hemiselulosa dan lignin, semuanya terdapat dalam setiap lapisan dinding sel. Hal ini dapat dilihat pada gambar 7 dibawah ini

Pada gambar ini selulosa hanya sedikit saja terdapat di dalam lamela tengah majemuk, dan semakin ketengah dalam lapisan S-2 semakin bertambah sebagai proporsi berat kering dinding sel. Di pihak lain, lignin merupakan senyawa yang dominan pada batas antar sel, dan semakin ke arah rongga sel proporsinya terhadap dinding sel semakin kurang. 
Struktur dinding sel serat
a. Lamela tengah
1. Lamela Tengah (Middle lamela; M)
    - Zat antar sel
    - Pengikat antar sel
    - Terutama kandungannya lignin dan pektin
    - Tebal 0,2-1,0 um
2. Dinding Primer (Primary wall; P)
    - Didning lapisan tipis 0,1-0,2 um
    - Terdiri dari selulosa, hemiselulosa, pektin dan protein
    - Mikrofibril tidak teratur pada bagian luar, bagian dalam terorientasi tegak lurus sumbu sel
3. Dinding Sekunder (Secondary wall, S)
    - Terdiri dari tiga lapisan S1, S2 dan S3
    - Lapisan tersusun oleh mikrofibril yang hampir paralel
    - Diantara mikrofibril terdapat lignin dan hemiselulosa
a. Lapisan S1
    - Mengandung 3-4 lamela
    - Mikrofibril membentuk spiral Z dan spiral S (terpilin)
    - Sudut mikrofibril berkisar 50-70o terhadap sumbu serat
b. Lapisan S2
    - Bagian utama dari dinding sel
    - Lapisan tebal 1-5 um
    - Terdiri dari 30-40 lamela bahkan hingga 150 lamela
    - Sudut mikrofibril 5-10o (kayu akhir) dan 20-30o (kayu awal)
c. Lapisan S3
   - Lapisan tipis 0,1 um
   - Terdiri dari beberapa lamela
   - Sudut mikrofibril 50-90o
   - Orientasi mikrofibril spiral Z dan spiran S

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Pengikut