Sintesis dan Karakterisasi Mikrokristal Selulosa dari Eceng Gondok dengan Hidrolisis Asam Sulfat

Tri Surya Febriyani; Azza Nabila Rahmadhani; Suprihatin; Sani

Authors

Tri Surya Febriyani Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author
Azza Nabila Rahmadhani Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author
Suprihatin Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author
Sani Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Author

Keywords:

eceng gondok, asam sulfat, hidrolisis asam, α-selulosa, mikrokristal selulosa

Abstract

Eceng Gondok memiliki potensi besar sebagai bahan baku untuk Mikrokristal Selulosa (MCC) karena kandungan selulosa pada tanaman ini mencapai 60,29%. Tujuan penelitian ini adalah untuk memproduksi MCC yang memenuhi standar Handbook of Pharmaceutical Excipients melalui tahapan isolasi α-selulosa dan hidrolisis dengan asam sulfat 1,5 M pada suhu 80°C. Proses isolasi menghasilkan kandungan α-selulosa sebesar 43,61%, sedangkan kondisi hidrolisis terbaik dicapai pada volume pelarut 100 mL selama 40 menit. Produk MCC yang dihasilkan berupa bubuk berwarna krem muda, tidak larut dalam air, dengan kadar air 0,24%, densitas 0,8245 g/cm³, dan pH 7,31. Analisis morfologi melalui SEM menunjukkan bentuk batang dan pipih memanjang dengan aglomerasi di beberapa area. Hasil XRD mengonfirmasi pembentukan kristal selulosa II dengan puncak karakteristik pada 11,83°, 12,26°, 20,04°, 21,76°, dan 34,53°. Berdasarkan analisis kuantitatif, derajat kristalinitas sebesar 68,0870%, derajat amorf sebesar 31,9130%, dan ukuran kristal rata-rata sebesar 7,22 nm, menunjukkan struktur produk yang stabil.

References

[1] S. Dwiputranto dan L. Jacobus, Potensi Eceng Gondok Sebagai Bahan Organik Biogasa. Matara: PT. Rajawali Media Utama, 2023.

[2] S. R. Kalekar dan D. D. J. Pandya, “Eicchornia crassipes: Not As Bad As It Seems.,” Int. J. Pharm. Res. Appl., vol. 9, no. 3, 2024, doi: 10.35629/4494-09033556.

[3] M. K. Rosyidy dan Q. P. Ashilah, “Pemanfaatan Citra Sentinel-2 Untuk Monitoring Sebaran dan Luasan Eceng Gondok Secara Spasio-Temporal Sebagai Upaya Menjaga Kondisi Air dan Sanitasi di Inlet Waduk Saguling, Jawa Barat,” LAPAN Sinas Inderaja, 2019.

[4] A. Arivendan, W. J. J. Thangiah, S. Irulappasamy, dan B. N Chrish, “Study on characterization of water hyacinth (Eichhornia crassipes) novel natural fiber as reinforcement with epoxy polymer matrix material for lightweight applications,” J. Ind. Text., vol. 51, no. 5, hlm. 8157–8174, Jun 2022, doi: 10.1177/15280837211067281.

[5] W. Fatriasari, N. Masruchin, dan E. Hermiati, Selulosa Karakteristik dan Pemanfaatannya. Jakarta: Lembaga Ilmu Pengetahuan Indoenesia (LIPI), 2019.

[6] H. Suryadi, S. Sutriyo S, M. Angeline, dan M. W. Murti, “Characterization of Microcrystalline Cellulose Obtained from Enzymatic Hydrolysis of Alpha-Cellulose and its Application,” J. Young Pharm., vol. 10, no. 2, hlm. 87–92, Jul 2018, doi: 10.5530/jyp.2018.2s.17.

[7] R. C. Rowe, P. J. Sheskey, dan S. C. Owen, Handbook of Pharmaceutical Excipients, Fifth. London, Chicago: Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association, 2006.

[8] M. N. Islam dkk., “Microcrystalline Cellulose from Jute Fiber: A Bright Prospect for Pharmaceutical Industry,” Sch. Int. J. Chem. Mater. Sci., vol. 5, no. 6, hlm. 100–104, Agu 2022, doi: 10.36348/sijcms.2022.v05i06.003.

[9] S. Nagarajan, N. C. Skillen, J. T. S. Irvine, L. A. Lawton, dan P. K. J. Robertson, “Cellulose II as bioethanol feedstock and its advantages over native cellulose,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 77, hlm. 182–192, Sep 2017, doi: 10.1016/j.rser.2017.03.118.

[10] C. Krueger, M. Thommes, dan P. Kleinebudde, “‘MCC SANAQ®burst’ A New Type of Cellulose and its Suitability to Prepare Fast Disintegrating Pellets,” J. Pharm. Innov., vol. 5, no. 1–2, hlm. 45–57, Jul 2010, doi: 10.1007/s12247-010-9080-4.

[11] M. Maturi, C. Spanu, A. Baschieri, M. Comes Franchini, E. Locatelli, dan L. Sambri, “Iridium-Functionalized Cellulose Microcrystals as a Novel Luminescent Biomaterial for Biocomposites,” Biomolecules, vol. 12, no. 9, hlm. 1165, Agu 2022, doi: 10.3390/biom12091165.

[12] I. M. J. Astika, Selulosa Alfa Kapuk Randu Sebagai Bahan Baku Propellant Amunisi. Surabaya: Brilian Internasional, 2020.

[13] R. Raudhatussyarifah, W. B. Sediawan, M. M. Azis, dan I. Hartati, “Microcrystalline cellulose production by acid hydrolysis of hydrotropic rice straw pulp,” IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 963, no. 1, hlm. 012055, Jan 2022, doi: 10.1088/1755-1315/963/1/012055.

[14] S. Wu, S. Shi, R. Liu, C. Wang, J. Li, dan L. Han, “The transformations of cellulose after concentrated sulfuric acid treatment and its impact on the enzymatic saccharification,” Biotechnol. Biofuels Bioprod., vol. 16, no. 36, hlm. 1–10, Mar 2023, doi: 10.1186/s13068-023-02293-4.

[15] T. Komatsu dan T. Yokoyama, “Revisiting the condensation reaction of lignin in alkaline pulping with quantitativity part III: predominant formation of α-β-type over α-5-type condensation product in soda cooking treatments of apocynol and creosol,” J. Wood Sci., vol. 68, no. 1, hlm. 1–11, Des 2022, doi: 10.1186/s10086-022-02069-8.

[16] L. Lismeri, Y. Darni, M. D. Sanjaya, dan M. I. Immadudin, “Pengaruh Suhu Dan Waktu Pretreatment Alkali Pada Isolasi Selulosa Limbah Batang Pisang,” J. Chem. Process Eng., vol. 4, no. 1, hlm. 18–22, 2019.

[17] S. D. Shinde, X. Meng, R. Kumar, dan A. J. Ragauskas, “Recent advances in understanding the pseudo-lignin formation in lignocellulosic 2 biorefinery,” Green Chem., hlm. 1–34, 2018.

[18] Jayanudin, “Pemutihan Daun Nanas Menggunakan Hidrogen Peroksida,” J. Rekayasa Proses, vol. 3, no. 1, hlm. 10–14, 2009.

[19] E. D. Wahyuni, N. E. Putri, dan M. P. Satio, “Analisis Waktu Hidrolisis Terhadap Kadar Glukosa Dalam Proses Pembuatan Bioetanol Dari Limbah Pisang,” J. Inov., vol. 8, no. 2, hlm. 64–69, 2025.

[20] Valchev, Ivo, Nikolay Yavorov, and Desislava Todorova. "Producing bleached microcrystalline cellulose by two-stage dilute acid hydrolysis." Cellul. Chem. Technol 54 (2020): 259-264.

[21] H. Sun dkk., “Effect of delignification treatment on the cell wall and hygroscopicity of Chinese fir,” Ind. Crops Prod., vol. 235, hlm. 1–13, Nov 2025, doi: 10.1016/j.indcrop.2025.121700.

[22] R. C. R. Nunes, “Rubber nanocomposites with nanocellulose,” Elsevier, hlm. 463–494, 2017, doi: http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-100409-8.00013-9.

[23] D. Sawada dkk., “Untangling the threads of cellulose mercerization,” Nat. Commun., vol. 13, no. 6189, hlm. 1–6, Okt 2022, doi: 10.1038/s41467-022-33812-w.

[24] S. Susi, M. Ainuri, W. Wagiman, dan M. A. F. Falah, “Characterization and Selection of Microcrystalline Cellulose from Oil Palm Empty Fruit Bunches for Strengthening Hydrogel Films,” J. Renew. Mater., vol. 12, no. 3, hlm. 513–537, 2024, doi: 10.32604/jrm.2024.045586.

[25] M. Krstic, Z. Maksimovic, S. Ibric, T. Bakic, dan S. Razic, “Lignocellulosic Biomass As A Source Of Microcrystalline Cellulose – Chemical And Technological Characterization And Future Perspectives,” Cellul. Chem. Technol., vol. 52, no. 7–8, 2018.

[26] F. Fitriani, S. Aprilia, N. Arahman, dan M. R. Bilad, “Effect of Acid Concentration on the Properties of Microcrystalline Cellulose from Pineapple Crown Leaf,” J. Rekayasa Kim. Lingkung., vol. 17, no. 1, hlm. 1–7, Mei 2022, doi: 10.23955/rkl.v17i1.21010.