biomaterial-lipi.org Blog

oleh

Dede Heri Yuli Yanto¹⁾, Euis Hermiati¹⁾_, dan Bambang Prasetya²⁾

¹⁾UPT BPP Biomaterial-LIPI . Jl. Raya Bogor Km.46, Cibinong, Bogor 16911

²⁾Puslit Bioteknologi-LIPI. Jl Raya Bogor Km.46, Cibinong, Bogor 16911

Abstract

Bamboo can be used as an alternative material for subtitution of wood. Beside cheaper, bamboo can be harvested in shorter time than wood. Unfortunately, like some lignocellulosic materials, bamboo has very low resistance to attack by bamboo destruction organism. One of all it by powder-post beetles (Dinoderus sp). It is because of there are significan amount of starch and sugar in bamboo. Thus, decreasing starch content is one way to preserve the bamboo.

Research is conduct to determine the effect of hot steam, reflux by water and hydroclodic acid 3 %, and soaking in water to reduction on starch content in bamboo. Bamboos treated by 4 different treatment: by hot steam, reflux by water, reflux by hydrocloric acid solution 3 % for 1, 2, 3, 4, and 5 hours and soaking in water for 1, 2, 3, 4, and 5 days. Then, starch content in each bamboos determined by titrimetri using Luff Schoorl reagent.

Result showed that treament with hot steam, reflux with hydrocloric acid 3%, water, and soaking in water optimum decreased starch content at 4, 3, 5 hours, and 2 weaks of treatment with loss content 8.81%, 14.39%, and 18.08%, and 22.59%.

Key word: Bamboo, Bambusa vulgaris, hot steam, reflux, starch, titrimetri.

Abstrak

Bambu dapat digunakan sebagai bahan alternatif pengganti kayu. Selain relatif lebih murah, bambu dapat dipanen dalam waktu yang relatif lebih cepat dibandingkan kayu. Sayangnya, bambu memiliki ketahanan yang sangat rendah terhadap serangan organisme perusak bambu. Salah satunya disebabkan oleh serangan bubuk (Dinoderus sp). Serangan bubuk diduga karena dalam bambu terkandung pati dan gula dalam jumlah yang cukup signifikan. Oleh karena itu, salah satu cara yang dapat digunakan untuk meningkatkan keawetan bambu terhadap serangan bubuk adalah dengan mengurangi kadar pati di dalam bambu.

Penelitian ditujukan untuk mengetahui pengaruh perlakuan uap panas dan perebusan dalam air dan asam klorida 3%, serta perendaman dalam air tergenang terhadap penurunan kadar pati dalam bambu. Potongan bambu diberi perlakuan yang berbeda, yaitu dengan uap panas, perebusan dalam air, dan perebusan dalam larutan asam klorida 3 % masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam, serta perendaman dalam air tergenang selama 1, 2, 3, 4, dan 5 minggu. Kemudian kadar pati dalam masing-masing bambu ditentukan dengan metode titrimetri menggunakan pereaksi Luff Schoorl.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa uap panas, perebusan dalam air, perebusan dalam larutan asam klorida 3%, dan perendaman dalam air tergenang mampu menurunkan kadar pati secara optimum berturut-turut pada 4 jam, 5 jam, 3 jam, dan 2 minggu perlakuan dengan persentase kehilangan pati masing-masing sebesar 8.81%, 18.08%, 14.39%, dan 22.59%.

Kata kunci: Bambu, Bambusa vulgaris, uap panas, perebusan, pati, titrimetri.

Pendahuluan

Bambu dapat digunakan sebagai bahan alternatif pengganti kayu. Di beberapa negara Asia, seperti India, bambu digunakan sebagai bahan baku industri pulp dan kertas. Bahkan, karena sifat fisiknya yang kuat, bambu juga telah digunakan untuk berbagai konstruksi bangunan, peralatan rumah tangga, serta bahan-bahan kerajinan. Selain relatif lebih murah, bambu juga dapat dipanen dalam waktu yang relatif lebih cepat dibandingkan kayu.

Bambu memiliki sifat fisik dan kimia yang bervariasi tergantung dari spesies, kondisi pertumbuhan, umur bambu dan letak pada bagian batang. Kolom bambu terdiri atas 50 % parenkim, 40 % serat dan 10 % sel penghubung. Parenkim dan sel penghubung lebih banyak ditemukan pada bagian dalam kolom, sedangkan serat lebih banyak ditemukan pada bagian luar. Densitas bambu bervariasi dari 500 sampai 800 kg/m³ tergantung dari struktur anatominya. Chew et al (1994) menyatakan bahwa densitas Bambusa vulgaris adalah 630 Kg/m³.

Jamaludin dan Ashari (1994) menyebutkan bahwa bagian-bagian bambu berpengaruh terhadap sifat fisik Bambusa vulgaris, diantaranya ketebalan dinding sel, panjang serat dan perbandingan selendernes. Bagian lokasi bambu berpengaruh terhadap kadar holoselulosa, kadar abu, berat jenis, dan kelarutan dalam 1% NaOH. Sebaliknya, tidak berpengaruh terhadap sifat kimia lainnya.

Bambu terdiri dari 50-70 % holoselulosa, 30 % pentosan, dan 20-25% lignin (Tamolang et al, 1980) dan 90 % dari holoselulosa adalah xylan (Higuchi, 1980). Bambu mengandung sedikit resin, tanin, lilin, dan garam-garam anorganik. Menurut Chew et al (1994) kandungan glukosa, fruktosa, dan sukrosa dalam bambu berturut-turut adalah 2.37%, 2.07% dan 0.5%.

Bambu memiliki keawetan yang rendah sehingga umur pakainya relatif singkat. Keawetan alami bambu tergantung beberapa faktor diantaranya umur saat ditebang, cara penyimpanan, pemakaian, pengaruh iklim, cuaca, serta kandungan pati (Nandika et al 1994). Mohmod (1994) menyatakan bahwa kandungan pati dan gula total dalam bambu tergantung spesies, umur, tinggi batang serta interaksi antara umur dan tinggi batang. Tingginya kandungan pati dari bambu menyebabkan bambu mudah diserang oleh organisme perusak kayu seperti rayap, jamur dan bubuk kayu kering (Powder post beetles) (Mathew dan Nair 1990).

Usaha pengawetan bambu secara tradisional telah banyak dilakukan, diantaranya dengan menggunakan perendaman dalam air mengalir, air tergenang, air laut dan pengasapan. Shultoni (1987) menyatakan pengawetan bambu dalam lumpur, air tergenang, dan air mengalir selama 1, 2, dan 3 bulan pada bambu betung, bambu tali dan bambu atter sangat efektif menurunkan kadar pati. Pengawetan bambu dalam air tergenang dan lumpur dapat menurunkan sifat fisik bambu. Menurut Mutaqin (2001) perendaman bambu betung (Dendrocalamus asper) dalam air tergenang menyebabkan penurunan berat jenis, volume, serta nilai MOE dan MOR.

Oleh karena itu, pengawetan yang dilakukan terhadap bambu perlu mempertimbangkan metode serta lama pengawetan. Pengawetan secara umum dilakukan untuk menurunkan kandungan pati dalam bambu yang merupakan makanan bagi serangga bubuk kayu, sehingga optimasi terhadap metode pengawetan untuk menurunkan kadar pati perlu dilakukan. Penelitian ini melakukan pengukuran kadar pati Bambusa vulgaris Schrad ex J.C. Wendl sebelum dan setelah diberi perlakuan uap panas, perebusan dalam larutan asam klorida 3%, air, dan perendaman dalam air tergenang agar diketahui pengaruh perlakuan tersebut pada berbagai lama perlakuan terhadap penurunan kadar patinya. Hasil penelitian diharapkan memberikan gambaran mengenai metode dan lama perlakuan yang optimum dalam menurunkan kadar pati Bambusa vulgaris Schrad ex J.C. Wendl.

Bahan dan Metode

Bambusa vulgaris berumur 2 tahun di ambil dari kebun UPT BPP Biomaterial, LIPI, Cibinong. Bambu dipotong dengan ukuran panjang 10 cm, kemudian dikering udarakan sampai kadar air konstan.

Masing-masing potongan bambu ditimbang bobotnya terlebih dahulu kemudian dikelompokkan menjadi empat perlakuan. Pertama, diberi perlakuan uap panas masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam. Kelompok kedua diberi perlakuan perebusan dalam larutan asam klorida 3% masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam. Ketiga, diberi perlakuan perebusan dalam air masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam, serta kelompok terakhir diberi perlakuan perendaman dalam air tergenang, masing-masing selama 1, 2, 3, 4, dan 5 minggu. Setelah itu contoh uji dikeringkan di dalam oven pada suhu 105 ^oC sampai bobot konstan. Kemudian contoh uji ditimbang bobotnya hingga konstan sehingga diperoleh persentase kehilangan bobot dengan rumus:

dimana:

Wo = bobot bambu sebelum perlakuan

Wp = bobot bambu setelah perlakuan

Bambu yang telah diberi perlakuan kemudian dijadikan serbuk dengan ukuran 40-60 mesh. Serbuk contoh selanjutnya dianalisis kadar patinya dengan metode Luff Schoorl.

Selain itu, dilakukan juga pengukuran kadar gula total dalam larutan sisa perendaman (Luff Schoorl), kadar air (ASTM D 2016-74), kelarutan dalam alkohol-benzena (ASTM D 1107-56, 1979), kelarutan dalam air dingin dan air panas (ASTM D 1110-84, 1990), kelarutan dalam NaOH 1% (ASTM D 1109-56, 1978), kadar lignin (Klason Lignin), dan kadar holoselulosa (Wiese 1946).

Hasil dan Pembahasan

Perlakuan uap panas, perebusan dalam asam klorida 3%, perebusan dalam air, serta perendaman dalam air tergenang menurunkan bobot bambu. Kurva penurunan bobot bambu pada berbagai perlakuan ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar tersebut menunjukkan bahwa perlakuan perendaman dalam air tergenang menurunkan bobot bambu lebih besar daripada perlakuan dengan uap panas, perebusan dengan air dan perebusan larutan asam klorida 3%. Kehilangan bobot bambu setelah perlakuan disebabkan oleh perubahan komposisi kimia dalam bambu selama perlakuan. Perubahan komposisi terjadi karena adanya hidrolisis pati, holoselulosa, lignin serta komponen kimia lainnya selama perlakuan. Selain itu, beberapa komponen kimia dapat larut selama perlakuan. Komposisi kimia Bambusa vulgaris Schrad yang diperoleh pada penelitian ini terdapat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi kimia Bambusa vulgaris Schrad

Kadar pati dalam bambu menurun setelah diberi perlakuan uap panas, perebusan dalam air, perebusan dalam larutan asam klorida 3%, serta perendaman dalam air tergenang. Kadar pati sebelum dan setelah perlakuan terdapat pada Tabel 2. Perlakuan perendaman dalam air tergenang memberikan penurunan kadar pati yang sangat signifikan dibandingkan perlakuan dengan uap panas, perebusan dalam air dan perebusan dalam larutan asam klorida 3% (Gambar 2). Hal ini disebabkan oleh efektifitas hidrolisis serta pelarutan pati pada perlakuan perendaman dalam air tergenang lebih baik daripada menggunakan uap panas, perebusan dalam air, dan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Penurunan kadar pati bambu pada perendaman dalam air tergenang selain disebabkan oleh hidrolisis dan pelarutan pati, juga lebih disebabkan oleh aktifitas jasad renik yang merombak pati menjadi senyawaan sakarida yang larut dalam air (Shultoni, 1987). Penurunan tertinggi diikuti oleh perlakuan uap panas. Uap panas, selain dapat melarutkan pati, tekanan yang terdapat di dalam alat juga dapat mempercepat hidrolisis pati dalam bambu.

Tabel 2. Kadar pati pada berbagai perlakuan

Penurunan kadar pati pada perebusan dalam air lebih besar dibandingkan dengan perlakuan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Keadaan ini berbeda dengan persentase kehilangan bobot yang terdapat pada Gambar 1. Pada Gambar 1 diperoleh bahwa persentase kehilangan bobot pada perlakuan perebusan dalam larutan asam klorida 3% lebih besar dibandingkan dengan perlakuan perebusan dalam air. Hal ini menunjukkan bahwa tidak semua bobot yang hilang merupakan pati yang terhidrolisis atau yang terlarut selama perlakuan. Larutan asam klorida 3% dapat menghidrolisis lebih banyak komponen kimia dalam bambu dibandingkan dengan air.

Persentase kehilangan pati pada perendaman dalam air tergenang meningkat tajam sampai pada 2 minggu perendaman. Pada kondisi ini kadar pati menurun hingga 22.59%. Pada 3 minggu perendaman persentase kehilangan pati meningkat tidak signifikan terhadap 2 minggu perendaman. Setelah 3 minggu perendaman, persentase kehilangan pati mengalami penurunan. Perebusan dalam larutan asam klorida 3% meningkat tajam sampai pada 4 jam perebusan kemudian relatif stabil setelahnya. Pada kondisi ini kadar pati turun hingga 8.81% dari kadarnya semula. Perebusan dalam air mampu menurunkan pati secara maksimum pada 3 jam perebusan. Pada kondisi ini kadar pati turun hingga 14.39%. Setelah 3 jam, penurunan kadar pati relatif konstan. Berbeda dengan tiga perlakuan sebelumnya, perlakuan uap panas terus meningkatkan persentase kehilangan pati sampai 5 jam perlakuan. Pada kondisi ini, kadar pati turun hingga 18.08%. Kemungkinan akan diperoleh penurunan yang lebih tinggi setelah 5 jam perlakuan dengan uap panas.

Keawetan bambu sangat dipengaruhi oleh kadar pati yang terdapat di dalamnya. Semakin rendah kadar pati, diharapkan keawetan bambu meningkat. Di dalam penelitian ini diperoleh bahwa perlakuan perendaman dalam air tergenang mampu menurunkan kadar pati paling maksimal diikuti uap panas, perebusan dalam air, kemudian perebusan dalam larutan asam klorida 3%.

Kadar gula total yang terukur pada larutan sisa perendaman bambu semakin meningkat selama perlakuan (Gambar 3). Hal ini menunjukkan terjadinya proses hidrolisis serta pelarutan pati dari bambu selama perlakuan. Gambar 3 menunjukkan bahwa kadar gula total dalam air sisa perendaman dalam air tergenang lebih besar daripada perebusan dalam air dan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Hasil ini sesuai dengan Gambar 2, bahwa perendaman dalam air tergenang menurunkan kadar pati lebih besar daripada perebusan dalam air dan perebusan dalam larutan asam klorida 3%. Kadar gula total dalam larutan sisa perendaman dalam air tergenang selama 1, 2, 3, 4, dan 5 minggu masing-masing adalah 3.89%, 4.90%, 4.98%, 7.18%, dan 7.45%. Kadar gula total dalam air sisa perendaman pada perebusan dalam air selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam masing-masing adalah 0.52%, 0.78%, 1.61%, 1.97%, dan 4.57%, dan kadar gula total dalam larutan sisa perendaman pada perebusan dalam larutan asam klorida 3% selama 1, 2, 3, 4, dan 5 jam masing-masing sebesar 0.20%, 0.46%, 0.49%, 1.11%, dan 1.45%.

Kesimpulan

Uap panas, perebusan dalam air dan larutan asam klorida 3%, serta perendaman dalam air tergenang mampu menurunkan kadar pati. Penurunan kadar pati terbesar diperoleh pada perlakuan dengan perendaman dalam air tergenang selama 2 minggu, diikuti oleh uap panas selama 5 jam, perebusan dalam air selama 3 jam, dan perebusan dalam larutan asam klorida 3% selama 4 jam.

Daftar Pustaka

Chew, L.T; Nurulhuda Mohd. Nasir and Jamaludin Kasim. 1994. Urea Particleboard from Bambusa vulgaris Schrad. In “Bamboo in Asia and The Pacific”. Proceeding of Fourth International Bamboo Workshop held in Chiangmai, Thailand. November 27-30, 1991. IDRC/ FORSPA. pp 255-257.

Higuchi, T., Tanahashi, M.,Toogamura, Y. 1987. Characterization of steam-exploded bamboos for Cattle feed. In Rao, A.N.; Dhanarajan, G.; Sastry, C.B. ed., recent Research on Bamboo. Proceedings of the International Bamboo Workshop, Hangshou, China, 6-14 October 1985. Chinese Academy of Forestry , Beijing, China; International Development Research Centre, Ottawa, Canada. pp. 309-314.

Jamaludin, K and Ashari Abd. Jalil. 1994. Fiber and Chemical Properties of Bambusa vulgaris Schrad. In “Bamboo in Asia and The Pacific”. Proceeding of Fourth International Bamboo Workshop held in Chiangmai, Thailand. November 27-30, 1991. IDRC/ FORSPA. pp 218-221.

Mathew, G and K.S.S. Nair. 1990. Storage Pests of Bamboo in Kerala. In “Bamboos: Curent Research” I.V.R. Rao, R. Gnanaharan and C.B. Sastry (Eds). Proceeding International Bamboo Workshop. KFRI/ IDRC, pp 212-214.

Mohmod, Abd. Latif., Khoo K.C. and Nor Azah Mohm. Ali. 1994. Carbohydrates in Commercial Malaysian Bamboo. In “Bamboo in Asia and The Pacific”. Proceeding of Fourth International Bamboo Workshop held in Chiangmai, Thailand. November 27-30, 1991. IDRC/ FORSPA. pp 227-231.

Mutaqin, D. J. 2001. Pengaruh Jenis dan Lama Perendaman terhadap Sifat Fisis-Mekanis Bambu Kuning (Dendroclamus asper (Schult.f.) Backer ex Heyne. Skripsi. Fakultas Kehutanan IPB, Bogor.

Nandika, D., J.K. Matangaran dan I.G.K. Tapa Darma. 1994. Keawetan dab Pengawetan Bambu dalam Widjaya et al: Strategi Penelitian Bambu Indonesia. Sarasehan Penelitian Bambu Indonesia di Puspitek Serpong tanggal 21-22 Juni 1994. Yayasan Bambu Lingkungan Lestari.

Shultoni, A. 1987. Traditional Preservation of Bamboo in Java. In “Recent Research on Bamboos” A. N. Rao, G. Dhanarajan and C.B. Sastry (Eds). Proc. Third International Bamboo Workshop. CAF/IDRC, pp. 349-357.

Tamolang, F.N., F.R. Lopez, J.A.Smana, R.F. Casin and Z.B.Espiloy. 1980. Properties and Utilization of Philippine Bamboo. In “Bamboo Research In Asia” G. Lessard and A. Chouinard (Eds), IDRC, pp. 189-200.