BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Buah Durian (Durio zibethinus Murr)
Tanaman durian diduga berasal dari kawasan Asia Tenggara terutama Indonesia, Thailand, dan Malaysia.Sementara itu, di Indonesia, terutama dipulau Sumatera dan pulau Kalimantan masih terdapat beberapa jenis durian liar.Agrobisnis durian ditanah air sudah dimulai beberapa tahun yang lalu, misalnya didaerah Bogor.Disana, tanaman durian sudah diperkebunkan dengan perawatan yang cukup intensif (Ashari, 2004).
Buah durianmerupakan tanaman daerah tropis, karenanya dapattumbuhbaik di Indonesia.Panjang buah durian yang matang bisa mencapai30-45 cmdengan lebar 20-25 cm, dan beratantara1,5-2,5 kg.Setiap buah berisi 5 juringyang di dalamnya terletak 1-5 biji yang diselimuti daging buah yang berwarnaputih, krem, kuning, atau kuning tua.Tiap varietas durianmenentukan besarkecilnya ukuran buah, rasa, tekstur, dan ketebalan daging(Angkasa ,S Dan Nazaruddin, 1994).Dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan, tanaman durian diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae (tumbuh-tumbuhan) Divisi : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Sub-divisi : Angiospermae (berbiji tertutup) Kelas : Dicotyledonae (biji berkeping dua) Ordo : Bombacales
Famili : Bombacacaeae
Genus : Durio
Gambar 2.1.Kulit Durian yang digunakan dalam penelitian.
Tanaman durian ( Durio zibethinus Murr ), merupakan salah satu jenis buah-buahan yang produksinya melimpah. Buah durian disebut juga The King of Fruit sangat digemari oleh berbagai kalangan masyarakat karena rasanya yang khas. Bagian buah yang dapat dimakan (persentase bobot daging buah) tergolong rendah yaitu hanya 20,52%. Hal ini berarti ada sekitar 79,08% yang merupakan bagian yang tidak termanfaatkan untuk dikonsumsi seperti kulit dan biji durian (Setiadi, 2007 ).
2.2 Selulosa
Selulosa adalah polimer glukosa yang berbentuk rantai linier dan dihubungkan
oleh ikatan β-1,4 glikosidik. Struktur yang linier menyebabkan selulosa bersifat kristalin dan tidak mudah larut.Selulosa tidak mudah didegradasi secara kimia maupun mekanis(Holtzapple et.al 2003).
Selulosa tidak pernah ditemukan dalam keadaan murni di alam, tetapi selalu berasosiasi dengan polisakarida lain seperti lignin, pectin, hemiselulosa, dan xilan (Goyskor dan Eriksen 1980 dalam Fitriani 2003).
Kebanyakan selulosa berasosiasi dengan lignin sehingga sering disebut sebagai lignoselulosa. Selulosa, hemiselulosa dan lignin dihasilkan dari proses fotosintesis. Di dalam tumbuhan molekul selulosa tersusun dalam bentuk fibril yang terdiri atas beberapa molekul paralel yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik sehingga sulit diuraikan (Goyskor dan Eriksen 1980 dalam Fitriani 2003).Komponen-komponen tersebut dapat diuraikan oleh aktifitas mikroorganisme.Beberapa mikroorganisme mampu menghidrolisis selulosa untuk digunakan sebagai sumber energi, seperti bakteri dan fungi (Sukumaran et.al
2005).
Selulosa adalah komponen utama dari kayu dan merupakan polisakarida linier dengan rantai yang cukup panjang yang terdiri dari glukosa-glukosa yang kemudian berhubungan satu sama lain (Fegel. D. Dan Wegner. G. 1995)
Selulosa dibuat langsung dari unit-unit glukosa. Sebagai langkah pertama dalam proses tersebut, pohon mengangkut glukosa ke pusat-pusat pengolahan yang terletak pada pucuk-pucuk cabang dan akar (meristem ujung) dan ke lapisan kambium yang menyelubungi batang utama, cabang dan akar. Kemudian dalam suatu proses yang kompleks, glukosa mengalami modifikasi secara kimia dengan dipindahkannya satumolekul air dari setiap unit dan terbentuklah suatu anhidrid
glukosa: C6H12O6 (glukosa) –H2O = C6H12O5 (anhidrid glukosa). Unit-unit anhidrid glukosa kemudian salingbersambungan ujung-ujungnya membentuk polimer berantai panjang yaitu selulosa(C6H12O5)n(derajat polimerisasi) sama dengan 500-10000(Haygreen. J. G. dan Bowyer.J. L. 2007).
Rantai selulosa terdiri dari satuan glukosa anhidrida yang saling berikatan melalui atom karbon pertama dan ke empat. Ikatan yang terjadi adalah ikatan ß- 1,4-glikosidik. Secara alamiah molekul-molekul selulosa tersusun dalam bentuk fibril-fibril yang terdiri dari beberapa molekul selulosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik. Fibril-fibril ini membentuk struktur kristal yang dibungkus oleh lignin. Komposisi kimia dan struktur yang demikian membuat kebanyakan bahan yang mengandung selulosa bersifat kuat dan keras.Sifat kuat dan keras yang dimiliki oleh sebagian besar bahan berselulosa membuat bahan tersebut tahan terhadap peruraian secara enzimatik.Secara alamiah peruraian selulosa berlangsung sangat lambat (Fan et al., 1982).
Selulosa adalah senyawa seperti serabut, liat, tidak larut dalam air dan ditemukan didalam dinding sel pelindung tumbuhan, terutama pada tangkai, batang, dahan dan semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan. Kayu terutama mengandung selulosa dan senyawa polimer lain. Selulosa tidak hanya merupakan polisakarida struktural ekstrasellular yang paling banyak dijumpai pada dunia tumbuhan, tetapi juga merupakan senyawa yang paling banyak diantara semua biomolekul pada tumbuhan atau hewan. Karena selulosa merupakan homopolisakarida linear tidak bercabang, terdiri dari 10.000 atau lebih unit D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1 4 glikosida senyawa ini akan kelihatan seperti amilosa, dan rantai utama glikogen (Lehninger, A.L., 1988).
Selulosa merupakan salah satu jenis polisakarida yang tersusun dari
molekul glukosa dalam bentuk rantai panjang tidak bercabang yang mirip dengan amilosa. Bagaimanapun, unit-unit dari glukosa dalam selulosa terikat pada ikatan
Gambar 2.2.Struktur Selulosa(dalam Setiyawan, 2010).
Selulosa adalah suatu polisakarida yang juga disusun dari unit-unit C6H10O5.Molekul-molekul dari selulosa besar, dengan berat molekul sekitar 40.000. Struktur selulosa sama dengan pati. Selulosa dihasilkan oleh tanaman dalam bentuk struktural bahan ini adalah dari dinding sel tanaman. Kayu mengandung kira-kira 60 % selulosa dan kapas mengandung lebih dari 90 % bahan ini.Serat-serat selulosa diekstrak dari kayu dan dicetak bersamaan untuk membuat kertas.
Manusia dan kebanyakan hewan tidak dapat mencerna selulosa karena kekurangan enzim yang dibutuhkan untuk menghidrolisa ikatan-ikatan oksigen diantara molekul-molekul glukosa. Hewan pemamah biak (lembu, domba, kambing dan rusa) mempunyai bakteri dalam perut mereka yang dapat memecah selulosa menjadi produk yang dapat digunakan oleh hewan (Stanley, 1994 ).
Molekul-molekul selulosa seluruhnya berbentuk linier dan mempunyai kecenderungan kuat membentuk ikatan-ikatan hidrogen intra dan intermolekul.Jadi berkas-berkas selulosa membentuk agregat dalam bentuk mikrofibril, dimana daerah kristalin diselingi dengan daerah amorf.Mikrofibril
membentuk fibril-fibril dan akhirnya serat-serat selulosa.Sebagai akibat dari struktur yang berserat dan ikatan hidrogen yang kuat, selulosa mempunyai
kekuatan tarik yang tinggi dan tidak larut dalam kebanyakan pelarut (Atalla, 1987).
Selulosa pada daun, pembuluh xylem dan floem akan terletak berdampingan dan jaringannya tersusun pada tulang daun. Meskipun susunan jala yang tampak pada daun, kedua jarigan ini akan disatukan dalam berkas-berkas yang direkatkan oleh pecktin dan selulosa. Selulosa pada hewan tingkat rendah terdapat didalam organisme primitif, seperti rumput laut, flagelata, dan bakteri, misalnya pada bakteri Acetobacter xylinum.Nata de coco merupakan sumberselulosa yang diproduksi sebagai hasil proses fermentasi dalam substrat air kelapa dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum. Kelebihan selulosa yang dihasilkan dari nata de coco adalah tidak bercampur dengan lignin dan hemiselulosa (Saxena, 1995).
Selulosa merupakan biopolimer yang berlimpah dialam yang bersifat dapat diperbaharui, mudah terurai, tidak beracun, dan juga merupakan polimer
karbohidrat yang tersusun atas β-D glukopiranosa dan terdiri dari tiga gugus hidroksi per anhidro glukosa menjadikan selulosa memiliki derajat fungsionalitas yang tinggi. Sebagai materi yang diperbaharui, selulosa dan turunannya dapat dipelajari dengan baik (Coffey et al, 1995).
Setiap unit β-D-glikopiranosa didalam rantai selulosa mempunyai tiga gugus hidroksil reaktif, dua sekunder 2 dan HO-3) dan satu primer (HO-6).Untuk eterifikasi, gugus hidroksil sekunder (HO-2) biasanya paling mudah bereterifikasi sedangkan untuk esterifikasi, gugus hidroksil primer (HO-6) memiliki reaktifitas yang lebih tinggi.
Aksesbilitas berarti kemudahan relatif gugus-gugus hidroksil untuk dicapai oleh pereaksi-pereaksi gugus (HO-6) reaktifitasnya lebih tinggi terhadap substituen-substituen yang besar dari pada gugus-gugus hidroksil yang lain karena paling sedikit halangan steriknya (Fenger, D and Wegener, G ,1995).
Walaupun manusia dan hewan lain dapat mencerna pati dan glikogen, mereka tidak dapat mencerna selulosa. Ini merupakan contoh yang baik mengenai spesifisitas reaksi biokimiawi.Satu-satunya perbedaan kimia antara pati dan selulosa ialah stereokimia tautan glikosidik tepatnya stereokimia pada C-1 dari setiap unit glukosa. Sistem pencernaan manusia mengandung enzim yang dapat mengkatalisis hidrolisis ikatan α-glikosidik (Hart,H., dkk., 2003).
Berdasarkan derajat polimerisasi dan kelarutan dalam senyawa natrium hidroksida (NaOH) 17,5%, selulosa dapat dibedakan atas tiga jenis yaitu :
1. Selulosa α (Alpha Cellulose) adalah selulosa berantai panjang, tidak larut dalam larutan NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan derajat polimerisasi 600 - 1500. Selulosa α dipakai sebagai penduga dan atau penentu tingkat
kemurnian selulosa. Selulosa α merupakan kualitas selulosa yang paling tinggi (murni). Selulosa α > 92% memenuhi syarat untuk digunakan sebagai bahan baku utama pembuatan propelan dan atau bahan peledak, sedangkan selulosa kualitas dibawahnya digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas dan industri sandang/kain. Semakin tinggi kadar alfa selulosa, maka semakin baik mutu bahannya (Nuringtyas 2010).
2. Selulosa β (Betha Cellulose) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH 17,5% atau basa kuat dengan derajat polimerisasi 15 - 90, dapat mengendap bila dinetralkan.
3. Selulosa γ (Gamma cellulose) adalah sama dengan selulosa β, tetapi derajat
polimerisasinya kurang dari 15.
Bervariasinya struktur kimia selulosa (α, β, γ) mempunyai pengaruh yang
Rantai-rantai selulosa akan bergabung menjadi satu kesatuan membentuk mikrofibril, bagian kristalin akan bergabung dengan bagian nonkristalin. Mikrofibril-mikrofibril akan bergabung membentuk fibril, selanjutnya gabungan fibril akan membentuk serat (Klemm 1998).
2.2.1 Lignin
Kebanyakan selulosa berasosiasi dengan lignin sehingga sering disebut sebagai lignoselulosa. Pada saat yang sama, komponen-komponen utama penyusun tanaman ini diuraikan oleh aktivitas mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme mampu menghidrolisis selulosa untuk digunakan sebagai sumber energi, seperti bakteri dan kapang (Enary, 1983).
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atasunit-unit fenilpropan.Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen, dan oksigen, ligninbukanlah suatu karbohidrat suatu karbohidrat dan bukan tidak ada hubungannyadengan golongan senyawa tersebut.Sebaliknya lignin pada dasarnya adalah suatufenol.lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yangbermacam-macam karena susunan lignin yang pasti didalam kayu tetap tidakmenentu.
Lignin terdapat diantara sel dan didalam dinding sel. Diantara sel-sel,lignin berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Dalam dindingsel, Lignin sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk
memberikan ketegaran pada sel. Lignin juga berpengaruh dalam memperkecil perubahan sehubungan dengan perubahan kandungan air kayu dan juga dikatakan bahwa ligninmempertinggi sifat racun kayu membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan danserangga.Ketegaran yang diberikan oleh lignin merupakan faktor penentuan sifat-sifatkayu. Mengingat sifat kapas yang sangat lunak ( hampir-hampir selulosa murni ) dapatdibayangkan betapa kayu akan menjadi tidak kaku tanpa adanya bahan-bahanpengeras.
(bersama-samadengan karbohidrat-karbohidrat tertentu) lama-kelamaan lignin cenderungmenjadi kuning, karenanya kertas koran yang terbuat dari serat-serat yang diperolehsecara mekanis dengan lignin yang belum dipisahkan, tidak berumur panjang karenakecenderungannya untuk menjadi kuning, kertas koran juga kasar, massanya besar dankekuatanya rendah karena serat-seratnya yang kaku memilki ikatan antar serat yanglemah.
Lignin bersifat termoplastik artinya lignin akan menjadi lunak dan dapatdibentuk pada suhu yang lebih tinggi dan keras kembali apabila menjadi dingin. Sifat termoplastik lignin menjadi dasar pembuatan papan kertas
(Hardboard) dan lain-lainproduk kayu yang dimampatkan ( Haygreen, 1987).
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropan.Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tesebut.Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam karenanya susunan lignin yang pasti di dalam kayu tetap tidak menentu.(Haygreen. J. G. dan Bowyer. J. L. 2007)
Lignin merupakan polimer kompleks phenylpropana, amorf, bersifat aromatis 1,3 dengan indeks bias 1,6. Berat molekul 1500-2000 yang bervariasi dengan jenis kayu.Kadar lignin dalam kayu 20-30%.Struktur molekul lignin belum dapat diketahui karena metoda isolasi untuk lignin dapat mengakibatkan perubahan strukturnya.Lignin merupakan bagian yang tidak diinginkan dalam
2.2.2 Hemiselulosa
Hemiselulosa semula diduga merupakan senyawa antara dalam biosintesis selulosa.Namun saat ini diketahui bahwa hemiselulosa termasuk dalam polisakarida heterogenyang dibentuk melalui jalan biosintesis yang berbeda dari selulosa.Berbeda denganselulosa yang merupakan homopolisakarida, Hemiselulosa merupakanheteropolisakarida. Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsisebagai bahan pendukung dalam dinding sel. Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisisoleh asam menjadi komponen– komponen monomernya, yang terdiri dari D-Glukosa,D-manosa, D-galaktosa, D-xilosa, L-arabinosa, dan sejumlah kecil L-ramnosa disamping menjadi asam D-glukuronat, asam 4-0-metil-D-glukuronat, dan asam D-galakturonat.
Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimerisasi hanya 200.Sejumlah polisakarida kayu banyak bercabang dan mudah larut dalam air.Khasuntuk pohon-pohon tropika tertentu adalah pembentukan spontan getah-getah yangmenetes, yang adalah pembentukan spontan getah-getah-getah-getah yang menetes , yang menetessebagai cair kental pada tempat –tempat yang terluka dan setelah terdehidrasimenjadi bintil –bintil yang keras dan jernih yang keras dan jernih yang kaya akanpolisakarida. Getah –getah ini misalnya, getah arabika, terdiri atas polisakrida yangbanyak bercabang yang larut dalam air.Jumlah hemiselulosa dari berat kering biasanya antara 20-30%.Komposisi dan struktur hemiselulosa dalam kayu keras. Perbedaan-perbedaan yang besar jugaterdapat dalam kandungan dan
komposisi hemiselulosa antara batang, cabang-cabang akar dan kulit kayu (Sjostrom,1995).
Rantai hemiselulosa lebih pendek dari pada rantai selulosa.Hemiselulosa adalah polimer bercabang atau tidak linier.Selama pembuatan pulp, hemiselulosa bereaksi lebih cepat dengan larutan pemasak dibandingkan dengan selulosa.Hemiselulosa bersifat hidrofil (mudah menyerap air) yang mengakibatkan strukturnya jadi kurang teratur.Kadar hemiselulosa dalam pulp
jauh lebih kecil dibandingkan dengan serat asal, karena selama pemasakan hemiselulosa bereaksi dengan bahan pemasak dan lebih mudah terlarut daripada selulosa (Sjostrom.Eeoro. 1995).
2.3 CarboxyMethyl Cellulose(CMC)
Carboxy Methyl Cellulose adalah turunan dari selulosa dan ini sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik.Fungsi CMC ada beberapa terpenting yaitu sebagai pengental, stabilisator, pembentuk gel, sebagai pengemulsi dan dalam beberapa hal dapat meratakan penyebaran antibiotik (Winarno, 1984).
Sebagai pengemulsi, CMC sangat baik digunakan untuk memperbaiki kenampakan tekstur dari produk berkadar gula tinggi.Sebagai pengental, CMC mampu mengikat air sehingga molekul-molekul air terperangkap dalam struktur gel yang dibentuk oleh CMC (Fardiaz, 1986).
Polisakarida stabilizer meliputi berbagai jenis hidrokoloid, diantaranya yaitu karboksimetil selulosa yang sering digunakan pada produk makanan beku
untuk mengontrol pembentukan kristal-kristal es dan menghasilkan tekstur produk yang baik (Eliasson, 2004).
Senyawa CMC merupakan senyawa turunan selulosa yang paling penting, yang memiliki kepentingan yang sangat besar dalam industri dan kehidupan kita sehari-hari.Senyawa ini memiliki struktur yang linear, berantai panjang, tidak larut dalam air, dan polisakarida anionik yang diturunkan dari selulosa (Hong, 2013).
CMC dapat disintesis dari selulosa serat kayu,kapas,pohon pisang dan ampas tebu. Langkah pertama dari pembuatan karboksimetil selulosa adalah reaksi pembentukan selulosa alkali,yang mana dibentuk dari serbuk selulsa yang kuat. selulosa ditambahkan dengan NaOH. CMC terdiri dari eter yang mana bagian hidroksil dari glukosa anhidrat digantikan oleh karboksimetil dari bagian monokloroasetat (MCA). Dalam kondisi alkali, bagian hidroksil dari selulosa menunjukkan aktivitas tinggi.Untuk memproduksi CMC ada dua langkah penting yang dilakukan untuk reaksi ini.reaksipembasaan (Alkalisasi) dan reaksi eterifikasi,yang mengikuti ;
1. Reaksi pembasaan (Alkalisasi)
[C6H7O2(OH3)n] + nNaOH [C6H7O2(OH)2ONa]n + nH2O 2. Reaksi eterifikasi (Karboksimetilasi)
[C6H7O2(OH)2ONa] + nClCH2COONa
[C6H7O2(OH)2OCH COONa]n + nNaCl(Adel, A.M, 2010)
Reaksi diatas tidak dapat berjalan tanpa menggunakan pelarut.Isopropanol digunakan sebagai pelarut.reaksi pertama disebut endotermik reaksi kedua disebut eksotermik. Sintesis CMC ini umumnya digunakan dalam farmasi dan produk makanan. suasana basa dan eterifikasi adalah reaksi dengan menggunakan NaOH dan MCA (Heydarzadeh, H.D ,2009).
2.3.1 Alkalisasi Dan Karboksimetilasi a. proses alkalisasi
b. proses karboksimetilasi
proses karboksimetilasi ini sebenarnya adalah proses eterifikasi. Pada tahap ini merupakan proses peletakan gugus karboksilat pada kerangka selulosa. Gugus karboksilat yang dimaksud terdapat pada asam monokloroasetat.
2.4 Sifat-sifat CMC
CMC tidak berwarna dan tidak berbau, mudah larut dalam air panas dan air dingin. Kekentalan dihasilkan oleh kontribusi dari CMC untuk stabilisasi produk-produk beku seperti es krim. CMC juga dapat digunakan sebagai
stabilizer utama dalam es krim untuk mengontrol ukuran kristal es dan pembentukan kristal es selama pembekuan dan penyimpanan untuk memberikan tekstur lembut saat dimakan(Phillips and Williams, 1987).
Sifat CMC yangbiodegradabledanfood grade relatif aman untuk digunakan dalam aplikasiberbagaiproduk makanan atau minuman.CMCsebagai pengemulsi sangat baikuntuk memperbaiki kenampakan tekstur dari produk berkadar gula tinggisedangkan sebagai pengentalsifatnya mampu mengikat air sehinggamolekul-molekul air terperangkap dalam struktur gel yang dibentuk olehCMC (Minifie, 1989).
2.5 Kegunaan Karboksimetil Selulosa (CMC) 2.5.1 Surfaktan
Berdasarkan muatannya, surfaktan dapat dikasifikasikan atas 4 golongan, yaitu surfaktan anionik, kationik, non-ionik dan amfoter. Surfaktan anionik yaitu surfaktan yang rantai hidrokarbonnya terikat pada suatu anion, seperti : COO- , OSO3- atau SO3-. surfaktan kationik yaitu surfaktan yang rantai hidrokarbonnya terikat pada suatu kation, seperti Na+. Surfaktan nonionik yaitu surfaktan yang rantai hidrokarbonnya tidak bermuatan, seperti –(OCH2-CH2)-OH. Selanjutnya adalah surfaktan amfoter, dimana pada rantai hidrokarbonnya ada muatan positif dan muatan negatif (swern and baylei, 1979).
Zat aditif pada permukaan yang teradsorbsi pada antarmuka air-minyak adalah sebagai akibat adanya gugus hidrofilik (menyukai air) atau gugus polar dan lipofilik (menyukai minyak) atau gugus non polar(Griffin, 1949).
Suatu surfaktan sangat bergantung pada gugus hidrofilik dan hidrofobik yang terdapat didalam molekulnya.Secara umum surfaktan memiliki sifat sebagai detergen, pembasah, pengemulsi dan pendispersi (Sharp and Harper, 1983).
Senyawa CMC telah banyak digunakan dalam bidang industri dan kehidupan sehari-hari.Sebagai contoh senyawa ini digunakan dalam bidang makanan, farmasi, detergen, dan kosmetik (Najafpour et al., 2009).Selain itu, senyawa ini juga berguna dalam sistem koloid hidrofilik (Krishnaiah et al.,
2009). Contoh kegunaan CMC yang lain dapat dilihat pada Tabel 1. berikut :
Tabel 2.1. Kegunaan CMC
Industri Aplikasi Fungsi
Kertas Adiktif internal Pengikat air
Detergen Laundry Anti noda
Kosmetik Pasta gigi Penebal
Pasta printing Pengikat air
Tekstil Celupan Penebal
Makanan Pembeku Penghambat
2.6 Derajat Substitusi
Derajat substitusi dapat dievaluasi dengan metode FT-IR dari perbandigan absorbansi pada 1573,91 (dianggap berasal dari pita karbonil) dan absorbansi 3425,58 (berasal dari pita hidroksil), dihitung dengan meggunakan persamaan 2.1 berikut ;
Persamaan 2.1 Derajat Substitusi
Dimana DS adalah derajat substitusi dan nilai 0,10 mewakili gugus yang spesifik dari selulosa asli (Moore dan Roberts, 1980).
2.7 Viskositas
Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentala suatu cairan atau fluida.kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Beberapa cairan ada yang dapat mengalir cepat, sedangkan yang lainnya mengalir secara lambat.Cairan yang mengalir cepat seperti air, alkohol dan bensin mempunyai viskositas kecil.Sedangkan cairan yang mengalir lambat seperti gliserin, minyak dan madu mempunyai viskositas besar. Jadi viskositas tidak lain menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan. Viskoaitas (kekentalan) cairan akan menimbulkan gesekan antara bagian-bagian atau lapisan-lapisan cairan yang bergerak satu terhadap yang lain.
Secara umum, viskositas cairan dapat ditentukan dengan dua metode, yaitu :
3. Viskosimeter Ostwald
Metode ini ditentukan berdasarkan hukum poiseuille menggunakan alat Viskosimeter Ostwald. Penetapannya dilakukan dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirnya cairan dalam pipa kapiler dari a
ke b. Sejumlah cairan yang akan diukur viskositasnya dimasukkan kedalam viskosimeter yang diletakkan pada termostat(Yazid, 2005).
Pada metode Ostwald yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabka oleh berat cairan itu sendiri. Pada percobaan, sejumlah tertentu cairan dipipet ke dalam viskosimeter.Cairan kemudian dihisapmelalui labu pengukur dari viskosimeter sampai permukaan cairan
�� (%) =���1573
�3425� −
lebih tinggi dari batas “a” dan “b” dapat ditentukan.Tekanan P merupakan perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa U dan besarnya diasumsikan sebanding dengan berat jenis cairan (Bird Tony, 1993).
4. Viskosimeter bola jatuh
Viskositas cairan dapat ditentukan dengan metode bola jatuh berdasarkan hukum stokes.Penetapanya diperlukan bola kelereng dari logam dan alat gelas silinder berupa tabung. Bola kelereng dengan rapatan d dan jari-jari r dijatuhkan kedalam tabung berisi cairan yang akan ditentukan viskositasnya. Waktu yang diperlukan bola untuk jatuh melalui cairan dengan tinggi tertentu kemudian dicatat dengan stopwatch (Bird Tony, 1993).
2.8 HLB (hidrofilik-lipofilik balance)
Untuk penentuan uji nilai HLB, Griffin merancang suatu skala sembarang dari berbagai angka untuk dipakai sebagai suatu ukuran keseimbangan hidrofilik-lipofilik balance(HLB) dari zat-zat aktif permukaan. Dengan bantuan angka ini, memungkinkan untuk membentuk suatu jarak HLB untuk efesiensi optimum atau terbaik dari masing-masing golongan surfaktan. HLB dari sejumlah senyawa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.4 ;
Persamaan 2.2 Penentuan HLB
Dimana S adalah bilangan penyabunan dan A adalah bilangan asam. zat aditif tersebut harus diimbangi dengan jumlah yang tepat antara gugus yang larut dalam air dan gugus yang larut dalam minyak sehingga dapat terorientasi pada antarmuka dan fase menurunkan tegangan. Jika molekul terlalu hidrofilik, itu
berarti tetap dalam fase cairan dan tidak berpengaruh pada antarmuka.jika terlalu lipofilik dapat larut sepenuhnya dalam fase minyak dan sedikit muncul diantarmuka (Martin,1960).
Griffin (1994), merancang sebuah sekala sembarang nilai sebagai ukuran keseimbangan hidrofil-lifofil balance (HLB) dari zat aktif permukaan. Dengan
sistem nomor ini, kemungkinan untuk membuat berbagai rentang HLB yang optimal untuk setiap kelas surfaktan dapat dilihat pada Gambar 2.3 berikut ;
Gambar 2.3 Skala Rentang Nilai HLB untuk beberapa Zat Aktif Permukaan
18
15
12
9
6
3
Skala HLB
Hidrofilik
Lipofilik
Zat Pelarut
Detergen
Zat Pengemulsi o/w
Zat Penyebar dan Pembasah
Zat Pengemulsi w/o
Kebanyakan Zat Antibusa
