Hayo siapa yang suka mengoleksi buku? Pernahkan kalian melihat bahwa semakin lama, buku yang kalian simpan akan berubah warna menjadi kuning? Para pengoleksi buku pasti merasakan hal ini deh. Kira-kira mengapa ya hal itu bisa terjadi?
Ternyata menurut salah seorang professor kimia dari University of South Carolina, Susan Richardson, peristiwa berubahnya warna tersebut disebabkan oleh peristiwa oksidasi [2].
Kamu tahu kan kertas terbuat dari apa? Ya, kertas terbuat dari batang pohon. Sementara itu, batang pohon sendiri tersusun dari berbagai molekul, diantaranya adalah Selulosa dan Lignin.
Nah kedua molekul itulah yang membuat kertas pada buku kalian menjadi warna kuning jika didiamkan terkena udara secara terus menerus.
Ok, sebelum kita bahas lebih jauh lagi, kalian tahu apa itu selulosa dan Lignin? Untuk itu yuk kita simak dulu ulasannya di bawah ini.
Selulosa
Selulosa merupakan suatu molekul organik yang tersusun dari unsur-unsur Karbon, Hidrogen dan Oksigen. Molekul organik memiliki struktur selular yang hampir terdapat di sebagian besar tanaman. Selulosa merupakan molekul organik yang paling melimpah di bumi, bahkan bisa diekskresikan langsung oleh bakteri.
Selulosa ini terdiri dari monomer-monomer gula yang digabungkan oleh suatu ikatan glikosidik sehingga memberikan kekuatan pada kayu. Ya, selulosa merupakan komponen utama dari dinding sel tumbuhan, dan menjadi bahan dasar dari banyak industri tekstil dan kertas.
Selulosa merupakan polimer alam yang memiliki rantai panjang, dimana tersusun dari molekul-molekul kecil. Penyusun terkecil atau monomer dari selulosa ini adalah β-D-Glukosa. Monomer ini digabungkan dengan ikatan glikosidik dengan menghasilkan molekul air.
Apabila dua Glukosa di atas digabungkan maka akan terbentuk disakarida yang disebut selobiosa. Sementara selulosa merupakan polisakarida yang dihasilkan dari penggabungan gula-gula tambahan dengan cara yang sama. Panjang rantainya ini bervariasi, dari beberapa ratus unit pada bubur kayu, hingga lebih dari 6.000 unit pada katun.
Rantai selulosa pada bulu dengan gugus –OH yang polar. Kelompok ini membentuk banyak ikatan hidrogen dengan gugus –OH yang saling berdekatan. Rantai yang terbentuk disusun secara teratur di beberapa tempat untuk membentuk bagian yang keras dan stabil. Daerah kristalin yang memberikan rantai yang terbungkus memiliki kestabilan dan kekuatan yang lebih.
Nah, selulosa pada kayu ini terikat pada lignin yang juga merupakan suatu polimer kompleks. Pada proses pembuatan kertas, lignin ini akan dihancurkan terlebih dahulu melalui proses pengolahan bubur kertas dengan alkali atau bisulfit. Kemudian bubur kertas ini ditekan pada matte serat selulosa secara bersamaan [3].
Selulosa ini merupakan zat yang tak berwarna, sehingga membuat kertas berwarna putih. Jadi semakin banyak kandungan selulosa, maka akan semakin putih warna kertas tersebut.
Lignin
LigninLignin merupakan penyusun utama dari suatu tumbuhan. Lignin merupakan molekul organik terbesar kedua setelah selulosa. Berbeda dengan selulosa, lignin ini memiliki struktur yang kompleks, tidak teratur, dan penyusun utamanya adalah senyawa-senyawa aromatik yang membuat selulosa dan hemiselulosa elastis.
Karena lignin ini memiliki struktur yang kompleks, maka sangat sulit untuk dipecah. Bahkan struktur kristal pada lignin lebih tinggi ketimbang pada selulosa dan hemiselulosa. Lignin ini memiliki struktur yang sangat kompleks yang memiliki bobot molekul tinggi yang tersusun atas unit-unit fenilpropana.
Lginin ini tidak larut dalam pelarut-pelarut organik. Lignin yang melindungi selulosa ini tahan terhadap proses hidrolisis karena di dalamnya terdapat ikatan alkil dan eter [2].
Kandungan lignin pada kertas akan membuat struktur molekulnya berubah, terutama ketika terus menerus terpapar cahaya dan udara.
“Lignin merupakan polimer yang artinya ia tersusun dari sejumlah molekul yang sama dan diikat bersama. Dalam kasus lignin, satuan pengulangan itu adalah alkohol yang terdiri dari oksigen dan hidrogen, juga atom karbon,” kata Richardson sebagaimana dilansir dari Kompas.comr pada Kamis (27/9/2018).
Lignin dan sebagian selulosa sangat rentan terhadap oksidasi dan hal ini akan membuat berubah struktur polimer dari kedua molekul tersebut.
Apabila lignin atau selulosa ini mengalami proses oksidasi, maka akan memecah ikatan pada kedua molekul tersebut yang menahan subunit alkohol dan bersama-sama menciptakan wilayah molekular yang disebut dengan kromofor.
Kromofor merupakan bagian dari pigmen yang paling sensitif terhadap rangsangan cahaya. Kromofor ini berfungsi sebagai antena, alat penangkap gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang tertentu.
Suatu gelombang spectrum tertentu dengan panjang gelombang tertentu bisa merangsang perubahan struktur molekul kromofor karena electron pada molekul tersebut mengalami eksitasi. Eksitasi electron ini akan terjadi pelepasan energi. Pelepasan energy ini kemudian akan ditangkap oleh sistem pembawa sinyal yang akhirnya akan memicu dihasilkannya enzim untuk suatu proses biokimia tertentu.
Kromofor (dalam bahas Yunani artinya ‘pembawa warna’) akan mencerminkan panjang gelombang cahaya tertentu yang dilihat mata kita sebagai warna. Dalam kasus ini, lignin yang mengalami proses oksidasi akan merubah warnanya menjadi coklat atau kuning.
Sebenarnya banyak industri kertas yang mencoba untuk menghilangkan sebanyak mungkin lignin melalui proses pemutihan. Sebab, semakin banyak lignin yang dihilangkan, maka akan membuat kertas tahan lama, sehingga warnanya tetap putih.
Tapi, lignin ini banyak digunakan oleh pruduk-produk paper bag atau kardus supaya lebih kuat. Produk-produk tersebut tidak mengalami proses pemutihan, makanya kardus ini cukup kaku, tidak seperti kertas.
Lalu bagaimana caranya supaya buku yang kalian miliki bisa tetap awet?
Sebenarnya kita bisa membuat buku-buku koleksi kita tetap awet dengan cara menghindarkannya dari paparan oksigen dan cahaya matahari. Jadi sebenarnya musuh utama kalian itu ya oksigen hehe.
Kalau bisa, simpan buku-buku kalian di dalam kotak rapat dan ganti gas oksigen dengan nitrogen, argon, dan gas lembam lainnya. Usahakan juga untuk terhindar dari paparan sinar matahari ya.
Selain menguning, buku yang disimpan begitu saja juga akan berdebu, bahkan bakteri atau kuman bisa menempel pada buku. Sehingga kalau kita baca lagi buku tersebut harus dibersihkan dulu supaya terhindar dari kuman atau bakteri yang menempel.
Referensi:
[1] Kompas. Kenapa Kertas Menguning Seiring Berjalannya Waktu?. https://sains.kompas.com/read/2018/09/23/183200323/kenapa-kertas-menguning-seiring-berjalannya-waktu-. Diakses pada 28 September 2018.
[2] Lignoworks. What Is Lignin?. http://www.icfar.ca/lignoworks/content/what-lignin.html. Diakses pada 28 September 208.
[3] Sridanti.com. Pengertian Selulosa. https://www.sridianti.com/pengertian-selulosa.html. Diakses pada 28 September 2018.