Category Archives: Kimia Kayu

Bambu, rumput raksasa sejuta potensi

Siapa yang tidak mengenal bambu? Waktu kecil keluarga saya memanfaatkan bambu untuk untuk berbagai macam kebutuhan termasuk membuat pagar, saung (tempat beristirahat di sawah), dan bahkan kandang ayam dan kambing. Tanaman bambu saat itu masih banyak ditanam di lahan-lahan kosong, pinggir sungai hingga di belakang kuburan di desa. Memanfaatkan tanaman bambu untuk konstruksi ringan sangatlah mungkin untuk dilakukan. Saat ini pemanfaatan bambu di sekitar rumah sudah sangat jarang ditemukan. Rumah-rumah bilik bambu yang dulu menjamur sudah tergantikan dengan rumah berdinding tembok dan batako. Bukan hanya pemanfaatannya, budidaya tanaman bambu sudah semakin berkurang seiring bertambahnya optimalisasi penggunaan lahan untuk perumahan maupun tempat usaha.

f920f84ddf26b82f7a4376b047109288fd26e4f8_800x600
Bambu sebagai bahan baku bangunan Sumber : green school

Di Indonesia saya mencoba mencari bangunan hunian modern yang semuanya berbahan baku bambu, namun sayang tak pernah menemukannya, hingga saya menemukan Green School Bali yang menggunakan bambu sebagai bahan konstruksi utama dengan gaya arsitektur yang mengagumkan. Diolah dan dimanfaatkan dengan cara modern, mereka berhasil memanfaatkan bambu dengan baik.

Di pulau Bali selain Green School ternyata terdapat sebuah rumah enam tingkat yang dirancang secara khusus dengan menggunakan bambu. Hampir seluruh bangunan tersebut terbuat dari bambu. Menurut informasi yang saya peroleh dari lantai empat, ruang duduknya kita bahkan bisa menghadap ke ngarai dengan pemandangan yang sangat indah. Betapa tingginya rumah tersebut. Untuk menuju ke rumah tersebut kita pun disuruh melalui jembatan yang terbuat dari bambu pula.

Oh iya hal menarik lainnya adalah desain atapnya dibuat melengkung untuk menangkap angin, sehingga udara akan terasa lebih sejuk. Jika saya perhatikan beberapa ruangan disana juga dibiarkan terbuka. Mungkin bagi perancang akan lebih nyaman untuk membangun sistem sirkulasi udara di Indonesia yang memiliki cuaca yang panas.

Kesan kemewahan muncul saat saya melihat interior beberapa ruangan yang dibuat, khususnya kamar mandi. Kamar mandi tersebut terletak di sudut ruangan, dan terbuat dari bambu. Saya tidak bisa membayangkan saat pengguna kamar mandi tersebut menggunakan kamar mandi tentunya akan menimbulkan suara yang jelas terdengar hingga ke ruang tamu. Bambu bukanlah peredam suara yang lebih baik bila dibandingkan dengan tembok.

Apa yang telah mereka rancang dan bangun dengan bahan konstruksi bambu bukanlah sesuatu hal yang baru di Indonesia. Dari gubuk-gubuk kecil sampai jembatan megah tradisional di Jawa, bambu sudah digunakan diberbagai daerah tropis dunia selama puluhan ribu tahun. Ada pulau bahkan benua yang pertama kali dicapai dengan rakitan bambu.

Sebenarnya bambu adalah rumput raksasa yang dapat tumbuh di tanah yang tidak subur, tanah yang curam, atau di sisi pegunungan. Bambu tumbuh dengan air hujan, mata air, sinar matahari, dan dari 1,450 jenis bambu yang tumbuh di dunia, Indonesia baru menggunakan beberapa jenis bambu saja sebagai bahan baku konstruksi diantaranya bambu apus, betung, hitam, andong, dan legi.

Tanaman bambu di Indonesia ditemukan mulai dari dataran rendah sampai pegunungan. Pada umumnya ditemukan di tempat-tempat terbuka dan daerahnya bebas dari genangan air. Tanaman bambu hidup merumpun, mempunyai ruas dan buku. Pada setiap ruas tumbuh cabang-cabang yang berukuran jauh lebih kecil dibandingkan dengan buluhnya sendiri. Pada ruas-ruas ini tumbuh akar-akar sehingga pada bambu dimungkinkan untuk memperbanyak tanaman dari potonganpotongan ruasnya, disamping tunas-tunas rumpunnya.

Bambu yang dimanfaatkan umumnya yang sudah masak tebang, lebih kurang berumur empat tahun dan pemanenannya dengan sistem tebang pilih. Setelah ditebang biasanya direndam dalam air mengalir, air tergenang, lumpur, air laut atau diasapkan. Kadang -kadang diawetkan juga dengan bahan kimia. Kegiatanselanjutnya adalah pengeringan.

Saya sempat bekerja dengan bambu betung saat penelitian dulu, tanamannya sangatlah tinggi, bisa mencapai 18 meter. Coba saja mengambil bambu ini dengan membawa truk itu turun gunung, pasti tidak akan cukup. Bambu tanaman yang kuat, daya tariknya setara dengan baja, daya tekannya setara beton, artinya apabila kita menghantamkan beban sebesar empat ton langsung ke sebilah bambu, dan bambu tidak akan hancur. Karena ia hampa, ringan, maka cukup ringan untuk diangkat oleh beberapa orang saja dalam pemanenannya. Akhirnya saya mendapatkan tanaman ini dari Kebun Raya Bogor di tahun 2009.

Permasalahan yang sering ditemui dalam penggunaan bambu adalah pertama, bambu sangat sulit dilindungi dari serangan hama/serangga khususnya serangga rayap dan bubuk. Jadi hampir semua bangunan bambu mudah rapuh. Ada organisme tertentu yang menggerogoti bambu menjadi debu. Itu sebabnya kebanyakan orang, khususnya di Asia, berpendapat bahwa hanya mereka yang sangat miskin atau hidup di pinggiranlah yang mau hidup di rumah berbahan dasar bambu. Padahal sebenarnya potensinya bisa lebih dari itu.

Untuk mengatasi permasalah tersebut sebenarnya bisa dilakukan dengan teknologi pengawetan kayu dengan bahan pelapis yang aman. Borax sebagai garam alami dapat menjadikan bambu lebih awet dan mengubah bambu menjadi sebuah bahan bangunan yang baik.

Kedua, Di Indonesia saya perhatikan belum bergabungnya arsitek, desainer, dan insinyur, yang fokus memanfaatkan bahan baku bambu sebagai kajian ilmiahnya secara komprehensif. Masing-masing masih bekerja dengan penelitiannya sendiri-sendiri, sehingga kita masih mendapatkan produk yang dihasilkan masih memiliki banyak kekurangan. Dalam memanfaatkan bahan baku alami kata kuncinya adalah kita sebaiknya mengenal kelebihan/potensi dan kekurangan bambu. Pengetahuan yang kita peroleh pada akhirnya akan menumbuhkan ketertarikan terhadap bambu itu sendiri,. Kita akan bisa mendesain apapun produk bambu sesuai dengan kekuatannya, melindunginya dari hama organisme perusak, dan memanfaatkan kelenturannya. Hal itu tidak mungkin dapat kita pelajari langsung dalam satu rumpun ilmu. Tim ini akan benar-benar bekerja sesuai dengan kelebihan dan keterbatasan yang dimiliki oleh bambu. Bekerja keras untuk mendapatkan sesuatu hal yang baru.

Bambu merupakan salah satu anugerah dari Tuhan Yang Maha Esa untuk kita manfaatkan dengan sebaik-baiknya. Bambu adalah salah satu tumbuhan berkayu yang dapat diperbaharui kembali (renewable resources). Berbeda dengan minyak bumi dan batu bara, tanaman bambu bisa ditanam dalam waktu yang sangat singkat hanya 8 hingga 9 tahun. Bila kita bisa memanfaatkan bambu untuk kesejahteraan dan kemamfaatan bagi masyarakat tentunya itu akan lebih baik. Bisakah kita mencobanya sekarang ?

MSG dan Pertumbuhan Tanaman

Perlakuan penambahan AJI-NO-MOTO® pada tanaman telah dilakukan oleh banyak orang. Pada beberapa hari yang lalu saya membaca blog Siti Fatimah Ahmad yang berasal dari Serawak, Malaysia.Blog tersebut mengulas bagaimana AJI-NO-MOTO® diaplikasikan pada tanaman hias. Hasilnya sungguh menggembirakan, terdapat banyak keunggulan tanaman dengan diaplikasikan AJI-NO-MOTO®. Seperti kita ketahui bersama AJI-NO-MOTO® adalah merek dagang untuk produk yang di dalam komposisinya terdapat senyawa monosodium glutamat atau sodium glutamat (MSG). Produsen industri makanan memasarkan dan menggunakan MSG sebagai penguat cita rasa karena zat ini meningkatkan cita rasa makanan. Nama dagang untuk monosodium glutamat selain AJI-NO-MOTO®, adalah Vetsin, dan Ac’cent.

download (1)
Kristal Monosodium Glutamat (sumber : wikipedia)

Kristal MSG

Monosodium glutamat merupakan garam natrium dari asam glutamat yang merupakan salah satuasam amino non-esensial paling berlimpah yang terbentuk secara alami. Bahkan pengawasan obat dan makanan Amerika serikat atau Food and Drug Administration A.S. mengklasifikasikan MSG sebagai Generally Recognized as Safe (GRAS) atau secara umum diakui aman, bahkan Uni Eropa mengklasifikasikannya sebagai zat tambahan makanan yang diberi kode HS 29224220 dan Nomor EC E621. Selain itu Food Standards Australia New Zealand (FSANZ) menyatakan MSG juga aman dengan pemakaian pada dosis tertentu.

 

Bagaimana asal muasal MSG ?

Profesor Kikunae Ikeda (1908) mengisolasi asam glutamat sebagai bahan baku rasa baru dari ganggang laut Laminaria japonica. Untuk memverifikasi bahwa glutamat yang terionisasi merupakan penyebab rasa umami (rasa baru hasil ekstrak ganggang laut), Profesor Ikeda mempelajari kombinasi sifat rasa garam glutamat seperti kalsium, kalium, dan magnesium glutamat. Semua garam menghasilkan rasa umami. Di antara penggunaan garam-garam tersebut, sodium glutamat adalah yang paling mudah larut, sedap, dan mudah dikristalkan. Profesor Ikeda menamai produk ini monosodium glutamat dan mengajukan paten untuk membuat MSG. Suzuki bersaudara memulai produksi MSG komersial pada tahun 1909 sebagai AJI-NO-MOTO® yang artinya intisari rasa.

Sifat Kimia Asam Glutamat

Asam glutamat termasuk asam amino yang bermuatan polar. Ini terlihat dari titik isoelektriknya yang rendah, yang menandakan ia sangat mudah menangkap elektron  atau bersifat asam menurut Lewis. Tentunya masih ingat penggolongan asam basa menurut lewis. Asam adalah spesi yang mampu menerima pasangan elektron.

Asam glutamat dapat diproduksi sendiri oleh tubuh manusia dan bersifat essensial. Asam glutamat adalah salah satu asam amino yang dianggap sebagai neurotoksin, Hal ini karena ketika asam glutamat diberikan sebagai asupan melalui mulut kepada hewan menunjukan pengaruh pada bagian otak hipotalamus. Ion glutamat merangsang beberapa tipe saraf yang ada di lidah manusia. Sifat kimia ini yang dimanfaatkan oleh industri makanan khususnya penyedap. Garam turunan dari asam glutamat, yaitu MSG  sangat dikenal sebagai penyedap makanan baik di Indonesia maupun Asia Timur.

download
Struktur kimia asam glutamat, glutamat, dan monosodium glutamat

Produksi MSG sebagai bahan penguat cita rasa

Dari awal ditemukannya MSG telah diproduksi dengan tiga metode, yaitu :

  1. reaksi hidrolisis protein nabati dengan asam hidroklorida untuk memutuskan ikatan peptida (1909 -1962). Reaksi ini dilakukan pada gluten gandum. Namun karena permintaan akan MSG semakin meningkat maka dikembangkanlah proses lainyya yaitu sintesis kimia dan fermentasi.
  2. sintesis kimia langsung dengan akrilonitril (1962 – 1973) dikenal dengan sintesis pertama MSG yang dilakukan industri makanan.
  3. fermentasi bakteri merupakan metode yang palin banyak digunakan saat ini. Reaksi fermentasi yang dilakukan sebenarnya sama dengan reaksi fermentasi pada anggur, cuka, yoghurt dengan penambahan natrium (Na) pada tahap netralisasi. Bakteri yang digunakan dari jenis coryneform bacteria. Produksi glutamat dilakukan dengan mengkonversi bahan yang mengandung gula seperti gula bit, gula tebu, tapioka atau molase.

Wujudnya akhir dari MSG yang dibuat berupa serbuk kristal berwarna putih dan tidak berbau yang dalam larutan terdisosiasi menjadi glutamat dan natrium. Bahan ini sangat mudah larut dalam air, tetapi tidak bersifat higroskopis dan tidak larut dalam pelarut organik.

Bagaimana MSG berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman?

Seperti penjelasan sebelumnya MSG sangat mudah larut dan terdisasosiasi menjadi natrium dan glutamat. Natrium memang bukan merupakan elemen penting bagi tanaman, akan tetapi  dalam jumlah kecil dapat berfungsi sebagai mikronutrien khususnya dalam membantu metabolisme dan sintesis klorofil. Dalam beberapa tanaman, Natrium sebagai unsur alkali dapat digunakan pula sebagai pengganti kalium dan membantu dalam pembukaan dan penutupan stomata, yang membantu mengatur keseimbangan air internal.

Bagaimana jika tanaman kekurangan Natrium? kekurangan natrium tampaknya tidak menunjukkan gejala apapun karena bukan merupakan elemen penting, dan fungsinya bisa digantikan oleh Kalium. Bagaimana jika tanaman mendapatkan natrium yang berlebih? Apabila kita memberikan natrium dalam jumlah yang cukup besar maka akan menjadi lebih toksis bagi tanaman dan berakibat pada timbulnya gejala nekrosis, hampir sama dengan toksisitas yang disebabkan oleh  mikronutrien lainnya.

Asam glutamat merupakan senyawa organik golongan yang mengandung komponen nitrogen, dikenal sebagai salah satu jenis asam amino yang berfungsi sebagai hormon pertumbuhan yang mengontrol keseimbangan nutrisi sehingga terdapat keseimbangan dalam pertumbuhan organ pada tanaman. Asam glutamat dikenal dapat menstimulasi pertumbuhan pada tanaman tingkat tinggi dengan terlibat dalam sintesis klorofil. Sehingga tanaman akan tampak lebih hijau. Klorofil sangat berperan penting dalam reaksi fotosinttesis pada tanaman.

Penelitian yang telah dilakukan oleh Mazher et al. 2011 menunjukan bahwa penambahan asam glutamat hingga 200 ppm pada tanaman Codiaeum variegatum L. dapat meningkatkan bebeapa parameter pertumbuhan seperti tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, jumlah cabang, dan bobot kering dan basah tanaman yang dapat diamati pada tabel  3 di bawah ini.

Slide1

Hasil tersebut tidak mengherankan karena ternyata penambahan asam glutamat pun dapat meningkatkan penyerapan hara khususnya nitrogen, posfor, dan kalsium baik pada organ daun, batang maupun akar. Unsur unsur tersebut sangat pening dalam pertumbuhan tanaman yang dapat diamati pada tabel 6 di bawah ini.

Slide2

Selain berdampak pada pertumbuhan tanaman, penambahan asam glutamat juga dipercaya mampu menginduksi bunga. Gambar di bawah ini adalah padi yang telah diaplikasikan dengan asam glutamat (kanan) dan tidak (kiri). Asam glutamat dicampurkan ke dalam pupuk organik sehingga lebih mudah dalam pengaplikasiannya. Jelas terdapat perbedaan, pada tanaman dengan penambahan asam glutamat akan merangsang terbentuknya malai padi lebih cepat bila dibandingkan dengan tanaman padi yang tidak diberikan perlakuan. Hal ini sangat bermanfaat untuk mengoptimalkan karakter hasil beberapa tanaman budidaya.

Slide3
Tanaman padi yang telah diaplikasikan dengan asam glutamat (kanan) dan yang tidak (kiri)

Pada tanaman pukul 8 pagi yang diaplikasikan MSG oleh Mba Siti Fatimah Ahmad, kita dapat melihat perbedaannya. Tanaman dengan penambahan MSG menunjukan ukuran dan jumlah daun yang lebih banyak, tinggi tanaman dan lebar daun yang lebih besar serta bunga yang lebih indah. Hasil ini sejalan dengan penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Namun penggunaan MSG tidak untuk ditambahkan sebagai pupuk utama, karena sebagai hormon pertumbuhan, asam glutamat bekerja hanya dalam jumlah sedikit. Kebutuhan nutrisi baik makro maupun mikro tetap dibutuhkan layaknya tanaman normal pada umumnya. Sehingga jangan sampai karena ingin memperoleh tanaman yang baik hanya ditambahkan MSG tanpa penggunaan pupuk dasar merupakan hal yang percuma.

msgfatima8kembang8pagi7
Taanaman pukul 8 pagi yang diberikan perlakuan MSG (kiri) dan tidak (kanan) oleh Siti Fatimah Ahmad. Sumber : Siti Fatimah Ahmad

Hidrogen, energi masa depan

Energi menjadi bagian terpenting dari kehidupan manusia kini, setiap aktivitas kehidupannya manusia senantiasa melibatkan energi bahkan kini manusia sangat bergantung terhadap energi. Layaknya pisau bermata dua, energi fosil yang kita gunakan selain bermanfaat bagi pemenuhan sebagian energi kita, namun di sisi lain menimbulkan kerusakan lingkungan sebagai dampak penggunaannya. Selain itu energi fosil yang kita gunakan merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui atau dikenal dengan istilah unrenewable resources. Hal ini mendorong ahli energi dan lingkungan mencari solusi atas permasalahan tersebut. Salah satu sumber energi yang berpotensi besar menjadi energi terbaharukan dan menjadi perhatian banyak negara adalah hidrogen.

Hidrogen memang diproyeksikan menjadi sumber energi masa depan yang lebih ramah lingkungan karena hanya menghasilkan uap air sebagai emisi. Sehingga beberapa negara menggolongkan hidrogen kepada energi berbasis zero carbon. Penggunaan hidrogen sudah dilakukan oleh beberapa negara di dunia dengan laju pertumbuhan sekitar 10% vsetiap tahunnya. Selain digunakan sebagai sember bahan bakar hidrogen juga bisa digunakan untuk menghasilkan pupuk amonia (NH3). Industri petrokimia menggunakan hidrogen sebagai bahan baku untuk produksi maupun kepentingan lainnya.

Hidrogen sebagai sumber energi sama seperti energi listrik (energy carrier). Maksudnya adalah hidrogen sebagai bahan bakar memerlukan sumber energi lain sebagai pembangkitnya sehingga seolah-olah hidrogen berasal dari energi pembangkitnya. Hidrogen dapat dibangkitkan dari sumber eneri seperti sumber energi hidrokarbon, limbah biomassa bahkan air yang diproses melalui reaksi elektrolisis. Saat ini hidrogen diproduksi dari gas alam, selanjutnya teknologi lain seperti oksidasi parsial, rute biologis, dan foto elektrolisis akan dapat digunakan.

Industri otomotif telah mencoba membuat kendaraan dengan bahan bakar hidrogen. Salah satunya adalah perusahaan kenamaan asal negeri sakura “Toyota”. Melalui adaptasi teknologi perusahaan ini mengembangkan toyota fuell cell system pada Toyota Mirai. Prinsip kerja fuell cell adalah proses elektrokimia dimana hidrogen dan oksigen digunakan sebagai bahan bakar. Komponen utama fuel cell terdiri dari elektrolit berupa lapisan khusus yang diletakan diantara dua buah elektrode. Reaksi kimia yang disebut sebagai pertukaran ion terjadi di dalam elektrolit ini dan menghasilkan listrik dan air panas. Karena reaksi ini terjadi tanpa adanya pembakaran maka tidak dihasilkan pulosi sebagaimana apabila kita menggunakan bahan bakar fosil.

Di masa yang akan datang, akankah kita diberikan kesempatan menggunakan kendaraan tersebut?

sec3_img1
Hidrogen dan oksigen menjadi bahan bakar dalam menghasilkan energi.
sec4_img1
Mannfaat yang diperoleh dengan menggunakan hybrid fuel cell pada kendaraan. Sumber : toyota.com

Seminar “Akselerasi dan Penguatan Riset Energi Alternatif Berbasis Biomassa”

Direktorat Riset dan Inovasi Institut Pertanian Bogor (IPB) bersama Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian RI menyelenggarakan seminar nasional. Seminar dengan tema “Akselerasi dan Penguatan Riset Energi Alternatif Berbasis Biomassa”  berlangsung Kamis, 24 April 2014 di Kampus IPB Baranangsiang, Bogor.

IMG_8312 IMG_8317 IMG_8319 IMG_8328 IMG_8331 IMG_8336 IMG_8337 IMG_8349 IMG_8351

Uji Fitokimia

Alkaloid
Uji alkaloid dilakukan dengan melarutkan sampel dalam beberapa tetes asam sulfat 2N kemudian diuji dengan menggunakan tiga pereaksi alkaloid yaitu pereaksi Dragendorff, pereaksi Meyer dan pereaksi Wegner. Hasil uji positif apabila terbentuk endapan putih kekuningan dengan pereaksi meyer, endapan kecoklatan dengan pereaksi Wagner dan endapan merah dengan menggunakan pereaksi Dragendorff.
Terpenoid
Sejumlah sampel dilarutkan dalam 2 ml kloroform dalam tabung reaksi, tambahkan 10 tetes anhidrida asetat dan 3 tetes H2SO4 pekat. Apabila terbentuk warna merah untuk pertama kali kemudian berubah menjadi biru dan hijau menunjukan reaksi positif.
Flavonoid
Sejumlah sampel ditambahkan 0.1 mg serbuk mg dan 0.4 ml amil alkohol (Campuran 37% HCl dengan 95% etanol dengan volume yang sama) dan 4 ml alkohol kemudian dikocok. Terbentuknya warna merah, kuning atau jingga menunjukan reaksi positif.
Saponin
Saponin dapat diketahui dengan uji busa air panas, busa yang stabil selama 30 menit dan tidak hilang pada saat penambahan 1 tetes HCl 2N menunjukan adanya saponin.
Tanin
Sejumlah sampel ditambahkan FeCl3 kemudian campuran dihomogenkan. Reaksi positif ditunjukan dengan terbentuknya warna merah pada campuran.
Fenol
Sejumlah 1 gram sampel diekstrak dengan menggunakan 20 ml etanol 70%. Ekstrak diambil sebanyak 1 ml kemudian ditambahkan 2 tetes larutan FeCl3 5%. Reaksi positif ditunjukan dengan terbentuknya warna hijau atau hijau kebiruan.

Sumber :

Harborne JB. 1987. Phytochemical Method : A Guide to Modern Technique of Plant Analysis.