KERAGAMAN KOMPONEN KIMIA DAN DIMENSI SERAT KAYU REAKSI MELINJO (Gnetum gnemon Linn) NOVIYANTI NUGRAHENI DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
iii KERAGAMAN KOMPONEN KIMIA DAN DIMENSI SERAT KAYU REAKSI MELINJO (Gnetum gnemon Linn) NOVIYANTI NUGRAHENI E24104053 Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan Pada Fakultas Kehutanan IPB DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
iv RINGKASAN NOVIYANTI NUGRAHENI. E24104053. Keragaman Komponen Kimia dan Dimensi Serat Kayu Reaksi Melinjo (Gnetum gnemon Linn) Dibawah bimbingan DEDED SARIP NAWAWI Kayu merupakan produk alam yang sangat komplek hasil dari pertumbuhan pohon. Diantara berbagai sifat kayu, salah satu cacat kayu yang sering ditemui adalah kayu reaksi. Apabila selama pertumbuhannya, pohon mendapatkan pengaruh mekanis dari luar, tumbuhan berkayu akan membentuk kayu reaksi yang dikenal sebagai kayu tekan (compression wood) pada kayu daun jarum (softwood)dankayutarik(tension wood) pada kayu daun lebar (hardwood). Kayu tekan terbentuk pada bagian bawah batang miring atau bengkok yang ditandai dengan terbentuknya jaringan kayu yang lebih lebar, sedangkan kayu tarik terbentuk sebaliknya. Kayu reaksi telah diketahui memiliki perbedaan dalam sifat anatomi, sifat fisis, dan sifat kimia dibanding kayu normal. Ditinjau dari sifat kimianya, kayu tekan pada kayu daun jarum dikenal dengan kandungan lignin yang lebih tinggi dan selulosa yang lebih rendah dibanding kayu normalnya, sedangkan kayu tarik jenis kayu daun lebar memiliki kandungan selulosa yang lebih tinggi dan lignin yang lebih rendah dibanding kayu normal. Gnetum gnemon L adalah salah satu jenis kayu yang termasuk ke dalam kelompok gimnospermae sebagaimana jenis kayu softwood lainnya, akan tetapi jaringan kayunya memiliki pori (vessel) yang merupakan tipikal dari jenis kayu hardwood kelompok angiospermae. Oleh karena itu seringkali jenis kayu ini disebut sebagai jenis kayu transisi antara softwood dan hardwood. Oleh karena itu menjadi sangat menarik untuk diteliti, apakah jenis kayu ini akan merespon pengaruh mekanis dari luar dengan membentuk kayu reaksi berupa kayu tekan seperti halnya jenis kayu softwood, atau sebaliknya berperilaku seperti halnya kayu hardwood yang membentuk kayu tarik, dengan sifat kimianya yang khas kayu daun lebar. Perbedaan respon kayu ini dalam membentuk kayu reaksi akan mengakibatkan perbedaan sifat kimia yang dimilikinya dan pada akhirnya akan berimplikasi pula terhadap kesesuaian dalam pemanfaatan kayu ini. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik komponen kimia dan dimensi serat kayu reaksi G. gnemon serta kayu oppositnya, dan implikasinya terhadap kemungkinan pemanfaatan jenis kayu ini sebagai bahan baku pulp dan kertas. Sampel kayu diperoleh dari pohon yang tumbuh miring, dan contoh uji diambil dari empat bagian searah melingkar batang, masing-masing bagian kayu reaksi, kayu opposit, dan bagian kayu antara kayu reaksi dan kayu oppositnya. Analisis kimia kayu dilakukan dengan merujuk pada standar TAPPI (Technical Association of Pulp and Paper Industry) dan analisis dimensi serat kayu menggunakan metoda maserasi. Penilaian kualitas kayu berdasarkan sifat kimia dan dimensi seratnya dilakukan dengan merujuk pada kriteria persyaratan sifat kayu untuk bahan pulp dan kertas dan kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas. Secara visual, kayu G. gnemon membentuk kayu reaksi pada bagian sisi bawah batang pohon yang miring seperti halnya kayu daun jarum (softwood),
v akan tetapi secara umum bagian kayu reaksi memiliki kandungan selulosa, selulosa, holoselulosa yang lebih tinggi, dan lignin lebih rendah dibanding bagian kayu oppositnya. Fenomena ini sama seperti yang terjadi pada kayu reaksi dari jenis kayu daun lebar umumnya. Oleh karena itu, walaupun pembentukan jaringan kayu reaksi seperti pola kayu daun jarum tetapi karakteristik kimianya lebih menyerupai kayu daun lebar. Hal ini ditunjang oleh karakteristik seratnya yang memiliki sifat dari jenis kayu daun lebar. Jaringan yang terbentuk pada kayu reaksi melinjo mempunyai serat yang pendek, dinding sel yang tebal dan jumlah pori yang semakin sedikit dibandingkan dengan kayu oppositnya. Karakteristik ini menunjukkan ciri-ciri dari kayu reaksi dari jenis kayu daun lebar atau hardwood (Sjostrom 1991, Fengel Wegener 1985, Rowell 1984, Tsoumis 1991). Kandungan komponen kimia kayu reaksi melinjo menunjukkan nilai selulosa 42%, -selulosa 23,93%, dan holoselulosa 81,60% lebih tinggi jika dibandingkan dengan bagian oppositnya dengan nilai selulosa 41,36%, -selulosa 20,42% dan holoselulosa 80,08%. Kandungan lignin lebih rendah pada bagian kayu reaksi (22,45%) dibanding dengan bagian kayu oppositnya yaitu sebesar 23,40%. Berdasarkan kandungan holoselulosanya yang tinggi dan lignin yang rendah, jenis kayu melinjo memiliki potensi yang baik sebagai bahan baku pulp dan kertas; akan tetapi karena nilai -selulosanya rendah dan karakteristik serat yang hanya termasuk ke dalam kualitas III berdasarkan kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas; maka pulp dari jenis kayu ini tidak sesuai untuk produk kertas yang mensyaratkan kualitas kekuatan lembaran yang tinggi. Kata kunci : kayu reaksi, opposit, Gnetum gnemon L, komponen kimia, dimensi serat.
THO vi Variation of Chemical Components and Fiber Dimension in the Reaction Wood of Gnetum gnemon L. Noviyanti Nugraheni 1 and Deded Sarip Nawawi 2 INTRODUCTION. Wood is a biological product produced by influencing of genetic and environmental factors. When a tree has been getting external forces such as wind and gravity, tree produce a special wood tissue referred to as reaction wood. Softwood produced a compression wood formed in the lower side of leaning stem, however, hardwood produced a tension wood in the upper side of leaning stem. Reaction wood has been known having difference in anatomical, physical and chemical properties compare to normal wood. Compression wood found to be higher in lignin content and lower in cellulose content than normal wood, however, tension wood has a higher of cellulose and lower of lignin compare to normal wood. Gnetum gnemon L. is one wood species belong to gymnosperm, however, this wood species found to have vessel in its wood tissue as a typical of hardwood. It is interesting to know whether this wood species produce compression wood or tension wood during its reaction wood formation. The aim of this research is to investigate the characteristic of chemical component and fibers properties of Gnetum gnemon L. This information will be needed in relation to utilize of this wood as a fiber resources for pulp and paper production. METHODS. The analysis of wood component was conducted according to TAPPI standard, and fiber dimension measurement was done by maceration method. Wood samples were taken from the leaning stem of Gnetum gnemon L, and test specimen were prepared from four different part along periphery direction of wood disk; i.e. reaction wood, opposite wood, and side wood part. RESULTS. Gnetum gnemon L tree formed the reaction wood tissue in the lower side of its leaning stem, which, is similar to softwood species. In the other hand, from chemicals properties of point view this wood species seem to be similar with hardwood species. Reaction wood tissue of Gnetum gnemon Lhasahigherin cellulose and -cellulose, and lower in lignin content compare to opposite wood. This tendency was similar with tension wood of hardwood species. It was in agreement with anatomical properties, which, reaction wood has a fewer of vessel, shorter and ticker of fiber than opposite wood. According to Indonesia wood fiber classification for pulp and paper, Gnetum gnemon wood is fulfill of requirement as raw material for medium grade of pulp and paper products. Advisor, Deded Sarip Nawawi, Ir, M.Sc. 1. Student of Forest Product Department Faculty of Forestry, Bogor Agricultural University 2. Lecturer of Forest Product Department Faculty of Forestry, Bogor Agricultural University 2004. Markus Haryanto and Nurani Krisdiawati. Kroya Cilacap.
vii PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Keragaman Komponen Kimia dan Dimensi Serat Kayu Reaksi Melinjo (Gnetum gnemon Linn) adalah benar-benar hasil karya saya sendiri dengan bimbingan dosen pembimbing dan belum pernah digunakan sebagai karya ilmiah pada perguruan tinggi atau lembaga manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Agustus 2008 Noviyanti Nugraheni NRP E24104053
viii Judul Skripsi Nama NIM : Keragaman Komponen Kimia dan Dimensi Serat Kayu Reaksi Melinjo (Gnetum gnemon Linn) : Noviyanti Nugraheni : E24104053 Menyetujui: Dosen Pembimbing Ir. Deded Sarip Nawawi, MSc NIP. 131967242 Mengetahui: Dekan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor Dr. Ir. Hendrayanto, M.Agr NIP. 131578788 Tanggal lulus:
ix KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan YME atas segala berkat dan angerah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dengan dukungan dari berbagai pihak, penulis akhirnya dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Keragaman Komponen Kimia dan Dimensi Serat Kayu Reaksi Melinjo (Gnetum gnemon Linn). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik komponen kimia dan dimensi serat kayu reaksi Gnetum gnemon L serta kayu oppositnya, sehingga dapat meningkatkan pemanfaatannya terutama sebagai bahan serat untuk pembuatan pulp dan kertas. Penyusunan skripsi dilakukan atas dasar penelitian yang dilakukan selama dua bulan yaitu dari bulan Mei 2008 hingga Juni 2008 di Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Ir. Deded Sarip Nawawi, MSc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penulisan skripsi ini, kedua orang tua penulis dan keluarga yang telah banyak memberikan kasih sayang, semangat serta dukungan doa dan dana, staf pengajar dan teknisi Laboratorium Kimia Hasil Hutan, dan semua pihak yang telah membantu kelancaran hingga selesainya karya ilmiah ini. Bogor, Agustus 2008 Penulis
x RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Cilacap pada tanggal 5 November 1986, sebagai putri pertama dari dua bersaudara dari pasangan Markus Haryanto (ayah) dan Nurani Krisdiawati (ibu). Pendidikan formal penulis dimulai pada tahun 1992 di SD Negeri Kedawung I dan selesai pada tahun 1998. Setelah itu pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan ke SMP Negeri 1 Kroya hingga selesai pada tahun 2001, dan melanjutkan ke SMU Negeri 1 Kroya Cilacap hingga tamat pada tahun 2004. Pada tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan ditetapkan sebagai mahasiswa Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa, penulis mengikuti praktek Pengenalan dan Pengolahan Hutan pada bulan Juli-Agustus 2007 di Kampus Praktek Umum Universitas Gadjah Mada KPH Getas, BKPH Baturaden dan BKPH Cilacap. Pada tahun 2008 penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapang (PKL) selama dua bulan di PT. Injakayu Terpadu Gunung Putri Bogor Jawa Barat. Selama kuliah penulis juga aktif dalam berbagai organisasi kemahasiswaan diantaranya adalah sebagai staf Human Resource Development IFSA LC IPB dan staf kelompok minat ekonomi industry Himasiltan (2005-2006). Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana kehutanan IPB, penulis melakukan penelitian dan menyusun karya ilmiah dengan judul Keragaman Komponen Kimia dan Dimensi Serat Kayu Reaksi Melinjo (Gnetum gnemon Linn) dibawah bimbingan Ir. Deded Sarip Nawawi, MSc
xi UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan memberi dukungan selama menyelesaikan tugas akhir ini, dianaranya kepada: 1. Bapak, alm. Ibu dan lia (adik), juga keluarga besar penulis untuk kasih sayang, motivasi, dukungan dan perhatiannya. 2. Ir. Deded Sarip Nawawi, Msc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan dengan penuh kesabaran, dan semangatnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Rizky Nugraha atas dukungan dan semangat yang diberikan kepada penulis. 4. Teman-teman seperjuangan (THH 41) dan seluruh warga Fahutan atas kebersamaannya dalam suka dan duka. 5. Seluruh dosen, staf dan teman-teman di Keluarga Besar Kimia Hasil Hutan (Pak Atin, bibi, mas Wawan, Ali, Rendra, Edo, Adi, Sandy, Patria, Hanif, Gokma, Zee, Farika, K Puy) atas kerjasama, informasi, sharing dan kekompakannya. 6. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Hasil Hutan. 7. Teman-teman pengurus PF Fahutan 41 (Andri, Bety, Kety, Lilis, Melincah) serta Bang Gustaf dan Kak Ike atas kebersamaannya dalam melayani. 8. Seluruh penghuni Pondok Surya (Gendis, Fath, Siska, Wiwin, Citra dll) atas kebersamaan sebagai satu keluarga, perhatian, kekompakan dan untuk semua fasilitas pendukung yang telah disediakan bagi penulis