Bioteknologi 101: Komposisi Kayu dalam Persepektif Bioteknologi dan Dinamika Pre-Treatmentnya

Dulu, di jenjang smp/sma, di dalam  pelajaran biologi, kita belajar bahwa kayu adalah dari bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan yang mengeras karena mengalami lignifikasi yang membantu menopang tumbuhan.

Atau mungkin ada definisi lain dalam perspektif ilmu biologi. Akan tetapi, di dunia industri bioteknologi, kayu dipandang sebagai suatu yang memiliki nilai tinggi, tapi berbeda pemanfaatannya dengan teman-teman teknik sipil atau arsitek yang menggunakan kayu sebagai bahan dasar bangunan. Mereka memanfaatkannya secara makro. 

Kayu dalam dunia biorefinery adalah biomassa yang kaya akan suatu zat mikroskopis yang dapat dimanfaatkan untuk menjadi berbagai produk-produk di industri. Zat yang dimaksud adalah monosakarida,yang nantinya dapat direkayasa membuat variasi produk yang memiliki nilai guna. Berikut adalah kandungan kayu yang kaya akan monosakarida : 

1. Selulosa 

Struktur Selulosa (Sumber: Shutterstock.com)

Selulosa seperti yang kita ketahui bahan utama dinding sel tumbuhan. Selulosa merupakan jenis biomassa karbohidrat C5. Bila dilihat dari kacamata kimia, selulosa memiliki struktur yang unik. Selulosa mengandung ribuan molekul beta-glukosa yang terikat oleh ikatan 1,4 glycosidic . 

Molekul beta-glukosa ini berjejer dengan mengalami inversi 180 derajat secara selang-seling, yang fungsinya untuk mencegah selulosa berbentuk lingkaran melainkan lurus dan panjang.  Selulosa yang panjang akan berbaris secara paralel.

Akibatnya setiap gugus hidroksil (-OH) dari beta-glukosa berdekatan dan membentuk ikatan hidrogen. Hal ini akan menciptakan cross-linking antara selulosa yang satu dan selulosa lainnya. Karena berperan dalam struktural, memberi efek penguatan pada tumbuhan.

2.  Hemiselulosa

Struktur Hemiselulosa (Sumber: Researchgate.net)

Hemiselulosa sebenarnya mirip selulosa. Hemiselulosa tergolong biomassa jenis karbohidrat C5. Sekitar 20% Biomassa tanaman darat bentuknya hemiselulosa.

Hemiselulosa ini terdiri dari berbagai molekul gula selain glukosa terutama xylosa, mannosa, galactosa, rhamnosa, dan arabinosa. Rantai hemiselulosa lebih pendek, hanya terdiri dari 500-3000 molekul saja. Berbeda dengan selulosa yang lurus, hemiselulosa memiliki struktur yang bercabang.  

3. Lignin