MAKALAH KARAKTERISTIK SIFAT FISIK DAN KIMIA LATEKS HULU
Oleh: Sigit Saputra
12171010
Iva Evanda Erna
12171010
Yasinta Suci
121710101122
Ahmad Jumadil Kubro
12171010
Diah Rahma Wilujeng
12171010
Kelompok 7 THP – C C
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER 2013
LATEKS.
Lateks adalah getah kental, seringkali mirip susu yang dihasilkan banyak tumbuhan dan membeku ketika terkena udara bebas. Selain tumbuhan, beberapa hifa jamur juga diketahui menghasilkan cairan kental mirip lateks. Pada tumbuhan, lateks diproduksi oleh sel-sel yang membentuk suatu pembuluh tersendiri, disebut pembuluh lateks. Sel-sel ini berada di sekitar pembuluh tapis (floem) dan memiliki inti banyak dan memproduksi butiran-butiran kecil lateks di bagian sitosolnya. Apabila jaringan pembuluh sel ini terbuka, misalnya karena keratan, akan terjadi proses pelepasan butiran-butiran ini ke pembuluh dan keluar sebagai getah kental. Lateks terdiri atas partikel karet dan bahan bukan karet (non-rubber) yang terdispersi di dalam air. Lateks juga merupakan suatu larutan koloid dengan partikel karet dan bukan karet yang tersuspensi di dalam suatu media yang mengandung berbagai macam zat.
Lateks merupakan emulsi kompleks yang mengandung protein, alkaloid, pati, gula, (poli) terpena, minyak, tanin, resin, dan gom. Pada banyak tumbuhan lateks biasanya berwarna putih, namun ada juga yang berwarna kuning, jingga, atau merah. Susunan bahan lateks dapat dibagi menjadi dua komponen. Komponen pertama adalah bagian yang mendispersikan atau memancarkan bahan-bahan yang terkandung secara merata yang disebut serum. Bahan-bahan bukan karet yang terlarut dalam air, seperti protein, garam-garam mineral, enzim dan lainnya termasuk ke dalam serum. Komponen kedua adalah bagian yang didispersikan, terdiri dari butir-butir karet yang dikelilingi lapisan tipis protein. Bahan bukan karet yang jumlahnya relatif kecil ternyata mempunyai peran penting dalam mengendalikan kestabilan sifat lateks dan karetnya. Lateks merupakan suspensi koloidal dari air dan bahan-bahan kimia yang terkandung di dalamnya. Bagian-bagian yang terkandung tersebut tidak larut sempurna, melainkan terpencar secara homogen atau merata di dalam air. Partikel karet di dalam lateks terletak tidak saling berdekatan, melainkan saling menjauh karena masing-masing partikel memiliki muatan listrik. Gaya tolak menolak muatan listrik ini menimbulkan gerak brown. Di dalam lateks, isoprene diselimuti oleh lapisan protein sehingga partikel karet bermuatan listrik. Lateks adalah suatu koloid dari partikel karet dalam air. Lateks Hevea brasiliensis merupakan sitoplasma dari sel-sel pembuluh lateks yang mengandung partikel karet dan non karet yang tersuspensi dalam medium cair yang mengandung banyak bahan-bahan terlarut yang disebut serum. Serum lateks mengandung bahan bahan terlarut ion-ion anorganik dan ion-ion logam yang masuk ke dalam lateks saat lateks disadap. on kalium terdapat dalam jumlah paling besar. Kandungan ion magnesium yang terdapat dalam lateks amoniakal cukup rendah, hal ini dikarenakan sebagian besar ion magnesium membentuk endapan magnesium amonium posfat
dengan amonium. Kandungan ion besi dalam lateks komersial sangat bervariasi karena adanya kontaminasi dari kontainer yang dipakai. Komposisi lengkap dari ion-ion logam yang terdapat dalam serum lateks adalah sebagai berikut: Na
0,96%
Ca
0,43%
K
96,0%
Mn
0,02%
Rb
0,72%
Fe
1,7%
Mg
0,36%
Cu
0,07%
(Persen komposisi berdasarkan perkiraan total ion logam).
Sedangkan komposisi lengkap ion-ion anorganik yang terdapat dalam serum lateks adalah sebagai berikut: KCl
4,6%
Na3PO4
10,2%
K 3PO4
55,0%
XPO4
4,2%
Ca3(PO4)2 6,8%
CaSO4
2,9%
FePO4
2,9%
Al2(SiO3)3 2,9%
Mg3PO4
10,2%
(Persen komposisi menyatakan keberadaannya dalam abu).
Komposisi kimia lateks sangat kompleks (Archer, et.al ., 1963). Secara umum komponen kimiawi lateks adalah sebagai berikut:
Karet
(30-35%)
Resi
(0,5-1,5%)
Protein
(1,5-2,0%)
Abu
(0,3-0,7%)
Gula
(0,3-0,7%)
Air
(55-60%)
Apabila lateks disentrifugasi pada kecepatan 54.000 g (gravitasi) selama 60 menit, maka lateks akan terpisah menjadi empat fraksi utama sebagai berikut: 1. Fraksi karet (37%) Fraksi ini berwarna putih, terdiri dari partikel karet, protein, lipid, dan ion-ion logam. 2. Fraksi Frey Wyessling (3%) Fraksi ini berwarna kuning jingga, terdiri dari karotenoid dan lipid. 3. Fraksi serum (50%) Fraksi ini berupa larutan jernih yang terdiri dari air, karbohidrat dan inositol, protein dan senyawa turunan, senyawa nitrogen, asam nukleat dan nukleosida, ion anorganik, serta ion-ion logam. 4. Fraksi dasar (10%) Fraksi ini berwarna kuning pucat, terdiri dari protein dan senyawa nitrogen, karet dan karotenoid, lipid dan ion logam atau yang lebih dikenal sebagai lutoid (vakuolisosom), yang dapat menghentikan aliran lateks karena tersumbatnya pembuluh lateks (Tangpakdee, 1998).
Kadar karet di dalam lateks bervariasi menurut jenis klon, intensitas sadap, iklim, dan pemupukan. Umumnya kadar karet kering di dalam lateks berkisar antara 25-40% dari total berat lateks, dan kadar non karet antara 3-5% dari total berat lateks. Walaupun jumlahnya sedikit, namun partikel non karet ini cukup berpengaruh terhadap sifat-sifat karet dan lateks. Pengaruh tersebut antara lain terhadap oksidasi karet, storage hardening , vulkanisasi, dan modulus. Lateks Hevea segar merupakan sistem koloid yang sangat kompleks. Kemantapan dari lateks dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu gerak Brown, muatan listrik, dan hidrasi (Honggokusumo, 1978). Partikel non karet yang ada di dalam lateks diantaranya adalah antioksidan alami berupa protein, asam amino, asam askorbat, fosfoaminolipid, dan betain tocotrienol. Lateks mengandung beberapa enzim, antara lain: enzim peroksidase, oksidase, esterase yang menyerang ester dari asam lemak, katalase, dan tirosinase. Sementara itu di dalam lateks juga terkandung 26 jenis bakteri atau mikroorganisme, antara lain: Bacillus pondora dan Micrococcus epimetheus. Bacillus pondora dapat menguraikan lateks dengan memproduksi asam secara simultan. Micrococcus epimetheus dapat menghasilkan gas dalam serum lateks yang menyebabkan pembentukan gelembung pada karet.
Gambar 1 Bentuk partikel karet dalam lateks Hevea Gambar 1 di atas memperlihatkan bentuk partikel karet dalam lateks Hevea. Lateks termasuk isoprenoid, sama seperti hormon Giberelin, asam absisat, farnesol xaktoksin, sterol karotenoid, terpentin dan fitol dari klorofil. Ribuan isoprenoid telah
ditemukan di dunia tumbuhan. Karet adalah polimer yang mengandung 3000 sampai 6000 satuan isoprena (Robinson, 1991; Salisbury & Ross, 1992). Manitto (1960) menjelaskan bahwa lateks terdiri dari emulsi butiran-butiran kecil
“hidrokarbon
karet”.
Hidrokarbon
tersusun dari
makromolekul yang
mempunyai berat molekul rata-rata 200.000 – 400.000. Unit monomer isoprenanya, terikat sebagai ikatan kepala ke ekor (head to tail ), sesuai dengan Gambar 2 yang disajikan berikut ini:
Gambar 2 Hidrokarbon karet (Manitto, 1960) Karet merupakan polimer yang bersifat elastis, sehingga dinamakan pula sebagai elastomer. Saat ini karet tergolong atas karet sintetik dan karet alam. Karet alam ( Natural Rubber ) diperoleh dengan cara menyadap lateks yakni getah pohon karet ( Hevea brasiliensis). Karet alam merupakan suatu senyawa polimer hidrokarbon yang panjang. Partikel karet berbentuk bulat berukuran antara 5 nm – 3 mm. Unit dasar dari karet alam adalah senyawa yang mengandung 5 atom karbon dan 8 atom hidrogen yang membentuk suatu senyawa isoprena (C5H8). Karet alam terdiri dari 1000-5000 unit isoprena yang berikatan secara kepala ke ekor (head to tail ) dengan susunan geometri 98% cis-1,4-poliisoprena dan 2% trans-1,4-poliisoprena (Archer et.al., 1963). Rumus molekul karet cis-1,4 poliisoprena dengan unit pembentuknya isoprena dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3 Monomer cis- poliisoprena pembentuk molekul karet alam. Rantai poliisoprena tergulung secara acak dan dirangkaikan menjadi satu oleh gaya antar molekul van der walls. Dengan gaya antar molekul yang sangat lemah mengakibatkan suatu gaya pengubah bentuk dari luar tidak saja meregangkan polimer yang tergulung tetapi juga membuat terbentuknya aliran plastis. Bila gaya pengubah dihilangkan, rantai polimer tidak secara sempurna kembali ke keadaan asal. Kekuatan atau keliatan karet makin besar dengan semakin panjangnya rantai molekul poliisoprena. Rantai molekul karet ini dapat putus menjadi rantai molekul yang lebih pendek akibat reaksi oksidasi, sehingga kekuatannya berkurang.Karet alam tidak murni poliisoprena, tapi mengandung sekitar 95% poliisoprena dan 5% bagian non karet seperti lemak, glikolipid, fosfolipid, protein, senyawa-senyawa anorganik, dan lain-lain. Komposisi secara lengkapnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini: Komposisi kimia karet alam menurut Tanaka (1998) Bahan
Kadar (%)
Hidrokarbon karet
93,7
Fosfolipid, lemak
2,4
Glikolipid
1,0
Protein
2,2
Karbohidrat
0,4
Bahan-bahan organik
0,2
Lain-lain
0,1
Bahan-bahan selain karet yang terdapat di dalam lateks, seperti lipid dapat berperan sebagai antioksidan. Sedangkan protein, selain berfungsi sebagai penstabil sistem koloid lateks juga berperan sebagai bahan yang mempercepat
proses
vulkanisasi pada pembuatan barang jadi karet. Protein dan lipid yang ada di dalam lateks dapat membentuk senyawa fosfolipoprotein, berupa membran bermuatan negatif yang melapisi partikel karet. Membran sejenis ini menyebabkan partikel partikel karet terdispersi secara stabil di dalam serum lateks. Lapisan dalam adalah lapisan hidrofobik dan lapisan luar adalah lapisan hidrofilik. Lapisan hidrofilik mengandung protein dan sabun (Tanaka, 1998). Bahan-bahan tersebut cenderung rusak dan terbuang pada penggumpalan yang berlangsung secara alami. Untuk memperoleh karet, partikel-partikel karet yang terdapat di dalam lateks dipisahkan dari cairannya dengan cara penggumpalan baik secara sengaja maupun alami. Pada prinsipnya, penggumpalan terjadi akibat terganggunya faktor penunjang kestabilan sistem koloid lateks, misalnya penurunan pH. Penggumpalan sengaja yang lazim dilakukan saat ini adalah dengan penambahan asam, seperti asam format dan asetat untuk menurunkan pH lateks. Sedangkan lateks dapat menggumpal secara alami akibat terbentuknya senyawa-senyawa asam hasil perombakan karbohidrat dan lipid yang terdapat di dalam lateks oleh mikroorganisme (Archer , et al.,1963). Sifat-sifat mekanik yang baik dari karet menyebabkan karet dapat digunakan untuk berbagai keperluan yang umum. Karet alam pada suhu kamar tidak berbentuk
kristal padat, tetapi juga tidak dalam bentuk cairan. Semua karet dapat menyerap minyak baik dalam jumlah besar maupun dalam jumlah kecil. Penyerapan cairan menyebabkan volume karet meningkat. Ikatan kuat seperti ikatan silang antara rantai-rantai karet mencegah molekul-molekul karet mengelilingi molekul-molekul cairan dan membatasi perubahan bentuk (Stern, 1982). Sifat fisika dan kimia karet alam :
Karet alam dikenal sebagai elastomer yang memiliki sifat lunak tetapi cukup kenyal sehingga akan kembali ke bentuknya semula setelah diubah-ubah bentuk. Perlakuan secara kimia terhadap karet alam menggambarkan jenis proses yang digunakan untuk memperbaiki sifat polimer. Karet alam termasuk ke dalam kelompok elastomer yang berpotensi besar dalam dunia perindustrian. Struktur molekulnya berupa jaringan (network ) dengan berat molekul tinggi dan dengan tingkat kristalisasi yang relatif tinggi, sehingga mampu menyalurkan gaya-gaya bahkan melawannya jika dikenai beban statis maupun dinamis. Hal ini menyebabkan karet alam memiliki kuat tarik (tensile strength), daya pantul tinggi (rebound resilience), kelenturan ( flexing ), daya cengkeram yang baik, kalor timbul yang rendah (heat build up), elastisitas tinggi, daya lekat, daya redam, dan kestabilan suhu yang relatif baik (bursting ). Sifat-sifat unggul ini menyebabkan karet alam banyak digunakan untuk barang-barang industri terutama ban. Akan tetapi, karet alam juga memiliki kelemahan. Karet alam merupakan hidrokarbon tidak polar dengan kandungan ikatan tidak jenuh yang tinggi di dalam molekulnya.
Struktur karet alam tersebut menyebabkan keelektronegatifannya
rendah, sehingga polaritasnya juga rendah. Kondisi demikian mengakibatkan karet mudah teroksidasi, tidak tahan panas, ozon, degradasi pada suhu tinggi, dan pemuaian di dalam oli atau pelarut organik. Berbagai kelemahan tersebut telah
membatasi bidang penggunaan karet alam, terutama untuk pembuatan barang jadi karet teknik yang harus tahan lingkungan ekstrim. Hal ini menyebabkan penggunaan karet alam banyak digantikan oleh karet sintetik.
