## Original Article
e-ISSN: 2581-0545 - https://journal.itera.ac.id/index.php/jsat/
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology. Content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International Licence . Any  further distribution of this work must maintain attribution to  the author(s) and the  title of the work, journal citation and DOI. Published under licence by Journal of Science and Aplicative Technology  (JSAT).
Received 12nd December 2019 Accepted 8th June 2020 Published 1st December 2020
DOI: 10.35472/jsat.v4i2.252

## Karakteristik dan aplikasi selulosa kulit jagung pada pengembangan hidrogel
Lucky Wahyu Nuzulia Setyaningsih *a , Tintin Mutiara a , Clara Yusticia Hapsari a , Nabila Kusumaningtyas a , Haris Munandar a , Romy Jefry Pranata a
a Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Indusri, Universitas Islam Indonesia
*Corresponding E-mail: lucky.nuzulia@uii.ac.id
Abstract: Corn is one of the staple food crops widely consumed by Indonesians, thus has potensial in producing an abundant amount of corn husk waste. Cellulose contained in corn husk is about 44%, so the material has the potential to be source of natural fiber cellulose. The development of hydrogels from natural polymers such as cellulose is very promising especially for biomaterial application. Cellulose fiber was obtained through several stages: dewaxing, pulping, delignification, bleaching and cellulose purification. This study aimed to determine the most effective solvent in cellulose extraction of corn husk, the research carried out with different solvent such as, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), sodium hypochlorite (NaOCl)  and hydrocloric acid (HCl). Based on the functional  group formed on the analysis of FTIR, shows that the extraction method using H 2 O 2 as solvent  can remove hemicellulose and lignin from the cellulose structure and the most white cellulose fiber obtained from the extraction with H 2 O 2 solvent. Cellulose  obtained from previous step was used for hydrogel production. The hydrogel showed  different absorption capacity depend on temperature and ratio of glutaraldehide to cellulose. The highest water absorption capacity of 250% obtained by hidrogel with ratio 1:2 at 25 o C.
Keywords: cellulose, corn husk, glutaraldehide, hydrogel, solvent
Abstrak: Jagung merupakan salah satu sumber makanan pokok yang cukup banyak dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia, sehingga menghasilkan limbah kulit jagung dalam jumlah yang berlimpah. Kandungan selulosa kulit jagung berkisar sekitar 44%, sehingga tanaman ini memiliki potensi sebagai bahan baku pembuatan hidrogel berbasis polimer alam. Pengembangan hidrogel dari polimer alami seperti selulosa sangat menjanjikan terutama untuk aplikasi dalam bidang biomaterial. Serat selulosa dari kulit jagung diperoleh dengan serangkaian perlakuan kimiawi seperti dewaxing , pulping , delignifikasi, bleaching dan pemurnian selulosa. Pada penelitian ini digunakan tiga variasi yaitu jenis pelarut pada ekstraksi selulosa serta jenis dan konsentrasi  agen pengikat  silang pada  proses pembuatan hidrogel. Berdasarkan hasil analisa  FTIR dan warna  serat, dapat disimpulkan bahwa pelarut  H 2 O 2 merupakan  pelarut  paling  efektif  untuk  ekstraksi  selulosa  pada  kulit  jagung.  Pencampuran  antara selulosa  dan glutaraldehide sebagai agen pengikat silang dengan perbandingan 1:2 menghasilkan hidrogel dengan kemampuan daya serap air terbesar yaitu 250% pada suhu 25 o C.
Kata Kunci : glutaraldehide, hidrogel, kulit jagung, selulosa, variasi pelarut

## Pendahuluan
Jagung merupakan salah satu sumber makanan pokok yang cukup  banyak  dikonsumsi  oleh  masyarakat  Indonesia, sehingga limbah kulit jagung yang dihasilkan cukup besar [1] . Berdasarkan data BPS produksi jagung nasional pada tahun 2010 sebesar 18,3 juta ton dan mengalami kenaikan sebesar 4% pada tahun 2012. Setiap tanaman jagung menghasilkan limbah yang cukup besar yaitu 95% dari keseluruhan bagian tanaman,  sedangkan  bagian  yang  dimanfaatkan  untuk pangan  hanya  sebesar  5% [2] .  Pengolahan  limbah  kulit jagung yang dihasilkan dari pertanian masih belum maksimal, padahal sebagian besar limbah pertanian seperti jerami, kulit
jagung dan kulit buah mengandung selulosa sebesar 44% [3] . Dengan  demikian  kulit  jagung  memiliki  potensi  yang  besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku selulosa.
Fungsi  dasar  dari  selulosa  adalah  menjaga  struktur  dan kekakuan bagi tanaman. Selulosa bertindak sebagai kerangka untuk  memungkinkan tanaman menahan kekuatan mereka dalam berbagai bentuk dan ukuran yang berbeda. Penelitian Putra [4] menyatakan serat dari kulit jagung dapat diperoleh dengan  kombinasi  ekstraksi  selulosa  dengan  perlakuan kimia. Serat selulosa didapatkan melalui proses ekstraksi dari kulit jagung. Perlakuan kimiawi dan mekanik yang dilakukan antara lain penghilangan kandungan zat lilin ( dewaxing ) yaitu

## Open Access
e-ISSN: 2581-0545
Karakteristik dan aplikasi selulosa kulit jagung pada pengembangan hidrogel
dengan cara ekstraksi kulit jagung menggunakan alat soxhlet , penghilangan  hemiselulosa  (hidrolisis),  penghilangan  lignin (delignifikasi),  pengikatan  serat  ( pulping )  dan  pemutihan serat  ( bleaching ). Pada  penelitian ini dilakukan variasi jenis pelarut H 2 O 2 , NaOCl dan HCl untuk mengetahui pelarut yang lebih  baik  serta  konsentrasi  pelarut  yang  digunakan  untuk menghasilkan produk selulosa yang maksimal.
Hidrogel  merupakan  material  polimer  hidrofilik  dengan jaringan  tiga  dimensi  yang  mampu  menyerap  dan melepaskan  sejumlah  air.  Proses  mendapatkan  jaringan polimer  yang  saling  bertautan  dalam  hidrogel  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  agen  pengikat  silang, dimana  jumlah  dari  zat  tersebut  akan  menentukan  sifat mekanik dan daya serapnya terhadap air.  Dewasa ini aplikasi hidrogel telah banyak dimanfaatkan dalam berbagai industri, seperti kosmetik, industri makanan dan drug delivery system . Dibandingkan  dengan  hidrogel  yang  terbuat  dari  polimer sintesis, hidrogel dari bahan alami seperti kitosan, pati dan selulosa  lebih  menguntungkan  karena  memiliki  sifat biokompatibilitas, biodegradabilitas dan permeabilitas yang baik.  Selain  itu  hidrogel  dari  polimer  alami  memiliki  faktor friksi dan toksisitas yang rendah dibandingkan hidrogel dari selulosa sintetis [5] , [6] .
Karena  memiliki  keunggulan  sifat  biokompatibilitas, biodegradabilitas,  toksisitas  dan  ketersediaan  yang melimpah,  pengembangan  hidrogel  dari  polimer  alami seperti  selulosa  sangat  menjanjikan  terutama  untuk aplikasi  dalam  bidang  biomaterial.  Selain    dapat didegradasi  dan  mudah  dimodifikasi,  selulosa  juga dikenal dengan sifat termal dan mekaniknya yang sangat baik. Beberapa peneliti telah mengembangkan hidrogel superabsorben  dengan  memanfaatkan  selulosa  dari sumber yang berbeda, seperti kayu [7] ,  sekam padi [8] , serat bambu [9] dan kulit nanas [10] . Namun belum ada penelitian yang menggunakan selulosa dari kulit jagung dalam produksi hidrogel. Pada penelitian ini digunakan variasi jenis pelarut untuk mengetahui pengaruh pelarut (H 2 O 2 ,  HCl  dan  NaOCl)  terhadap yield selulosa  yang dihasilkan pada proses ekstraksi serta variasi konsentrasi glutaraldehide untuk mendapatkan komposisi optimum yang  menghasilkan  hidrogel  dengan  kemampuan  daya serap air terbaik.

## Metode

## Bahan Penelitian
Bahan  penelitian  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  yaitu kulit jagung kering yang telah dijemur selama 3 hari, etanol 99,8%,  toluena  99,9%,  asam  asetat,  asam  nitrat,  natrium hidroksida,  sodium  sulfit,  hidrogen  peroksida,  natrium
hipoklorit, asam klorida, glutaraldehida dan CaCl 2 .2H 2 O yang di beli dari Merck, Jerman.

## Prosedur Penelitian
Kulit jagung diperkecil ukurannya dengan grinder kemudian disaring  menggunakan  ayakan  sehingga  didapat  ukuran  1 mm. Tahap selanjutnya adalah ekstraksi untuk menghilangkan kandungan lilin pada kulit jagung ( dewaxing ) menggunakan  etanol  dan  toluena  dengan  perbandingan volum  2:2 selama 6 jam pada suhu 75 o C. Kemudian sampel dihidrolisis  untuk  menghilangkan  hemiselulosa  ( pulping ) dalam gelas beaker yang berisi larutan HNO 3 3,5% v/v selama 2  jam  pada  suhu  90 o C.  Kandungan  lignin  pada  kulit  jagung dihilangkan (delignifikasi) dengan merendam sampel dalam campuran  larutan  NaOH  2%  dan  Na 2 SO 3 2%  dengan perbandingan  1:1  diatas magnetic  stirrer pada  suhu  50 o C selama  1  jam.  Selanjutnya  sampel  melalui  tahap bleaching yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan lignin yang masih tersisa dalam sampel menggunakan pelarut (H 2 O 2 10% v/v,  NaOCl  8%  v/v  dan  HCl  3%  v/v)  selama  15  menit  pada suhu 60 o C. Pada akhir proses sampel dioven pada suhu 110 o C selama 2 jam untuk menghilangkan air dan sisa pelarut yang masih menempel.
Selulosa yang dihasilkan pada proses sebelumnya dilarutkan ke dalam larutan NaOH 8,5% v/v dan dibekukan selama 24 jam.  Selanjutnya  dicairkan  kembali  dan  ditambahkan  agen pengikat silang dengan perbandingan (1:2, 1:4 dan 1:6) dan dilakukan  pengadukan  selama  30  menit.  Hidrogel  yang terbentuk kemudian dicetak menggunakan cetakan kaca dan dioven selama 6 jam pada suhu 50 o C.

## Analisis Hasil
Pada  setiap  akhir  proses  ekstraksi  selulosa,  dilakukan pengamatan perubahan warna dan pengurangan massa dari sampel untuk mengetahui presentase penurunan. Karakteristik  kimia  dari  selulosa  dan  hidrogel  dianalisa dengan  menggunakan  Shimadzu  FTIR  spektrofotometer dengan melihat  gugus fungsi penyusunnya. Serta dilakukan uji  daya  serap  air  pada  hidrogel  yang  dihasilkan  dengan menggunakan persamaan berikut:
𝑆𝑅 = 𝑊𝑠− 𝑊𝑑 𝑊𝑑 𝑥 100 (1)
Keterangan:  SR  adalah  daya  serap  hidrogel;  W s adalah berat  hidrogel  setelah  menyerap  air;  dan  W d menunjukkan berat hidrogel kering.
Hasil dan Pembahasan
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 4 (2), 2020, pp. 61-66 | 63 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia

## Proses Isolasi Selulosa Kulit Jagung
Sebelum dilakukan proses isolasi selulosa, kulit jagung yang telah dikeringkan diperkecil ukurannya hingga 1 mm dengan tujuan untuk memperbesar luas transfer massa pada proses dewaxing sehingga perlakuan pada proses selanjutnya dapat berjalan  optimal.  Pada  proses dewaxing terjadi  perubahan warna pelarut dari kuning kehijauan menjadi bening, dimana hal  ini  mengindikasikan  bahwa  terjadi  penghilangan kandungan  lilin  dan  warna  sampel  berubah  menjadi  coklat lebih terang seperti yang terlihat pada Gambar 1 . Pada tahap ini  rendemen  massa  sampel  berkurang  menjadi  76%.  Hal serupa juga dilaporkan oleh Putera [11] pada proses ekstraksi selulosa dari eceng gondok.
(a) (b) (c)
Gambar 1. (a) Kulit jagung setelah dihaluskan (b) Proses akhir dewaxing (c) Sampel setelah proses dewaxing
Proses  selanjutnya  adalah  penghilangan  hemiselulosa dengan  HNO 3 yang  merupakan  pelarut  asam  sehingga diharapkan  asam  dapat  memutus  rantai  polimer hemiselulosa menjadi monomer-monomer sederhana. Pada proses  ini  terjadi  perubahan  warna  pelarut  dari  bening menjadi  kuning  karena  NO 2 yang  larut  dalam  HNO 3 akan berwarna  kuning  pada  suhu  tinggi  dan  warna  sampel  dari coklat  muda  menjadi  kuning.  Setelah  pencucian  sampel memiliki  tekstur  kental  dan  halus.  Pada  proses  ini  terjadi pengurangan  massa  rata-rata  sebesar  65%  dengan rendemen massa sampel menjadi 23-29%.
(a) (b)
Gambar 2. (a) Sampel setelah hidrolisis (b) Sampel setelah delignifikasi Langkah  ketiga  merupakan  proses  penghilangan  lignin menggunakan  campuran larutan NaOH 2% dan Na 2 SO 3 2%. Pelarut  Na 2 SO 3 merupakan  larutan buffer yang  bertujuan
menetralkan  kandungan  asam  yang  masih  terdapat  pada hasil  akhir  proses  hidrolisis  sedangkan  pelarut  NaOH merupakan basa  kuat yang digunakan untuk  mendegradasi polimer lignin yang ada pada sampel. Pada proses ini terjadi perubahan  warna  pelarut  dari  bening  menjadi  coklat  tua karena  lignin  berperan  sebagai  pemberi  warna  pada tumbuhan  sehingga  saat  bereaksi  dengan  pelarut  warna filtrat berubah menjadi coklat dan warna sampel dari kuning menjadi abu abu muda seperti yang terlihat pada Gambar 2 . Prosentase  rata-rata  pengurangan  massa  sampel  pada proses ini sebesar 20% dengan rendemen massa sekitar 21%.
Langkah terakhir adalah proses pemutihan serat ( bleaching ) menggunakan  variasi  pelarut  H 2 O 2 10%  v/v,  NaOCl  8%  v/v dan HCl 3% v/v. Sebelum dicampur dengan pelarut, sampel ditetesi  asam  asetat  (CH 3 COOH)  hingga  mencapai  pH  3. Penambahan  asam  asetat  berfungsi  untuk  melepaskan  α - selulosa  yang  terikat  pada  lignin  sehingga  diperoleh  serat dengan kadar α -selulosa yang lebih banyak.
Pada proses ini terjadi perubahan warna pelarut dari bening menjadi  putih  sedangkan  sampel  berubah  warna  dari  abu abu  muda  menjadi  putih. . Perbedaan  warna  pada  sampel ditunjukkan pada Gambar 3 dimana setelah dilakukan proses bleaching sampel  dengan  pelarut  NaOCl  berwarna  lebih putih  dari  sampel  dengan pelarut  H 2 O 2 .  Sedangkan  sampel dengan pelarut HCl berwarna putih namun tidak lebih putih dari  sampel  pelarut  NaOCl.  Pada  percobaan  ini  prosentase rendemen  massa  akhir  dari  masing-masing  sampel  untuk pelarut H 2 O 2 , NaOCl dan HCl berturut-turut adalah 18,12%, 15,44% dan 16,44%.
(a) (b) (c) Gambar  3. (a)  Sampel  dengan  pelarut  H 2 O 2 (b)  Sampel  dengan  pelarut NaOCl (c) Sampel dengan pelarut HCl
Presentase  rendemen  massa  sampel  pada  keseluruhan proses  dapat  dilihat  pada Tabel  1 .  Dapat  dilihat  bahwa presentase penurunan massa terbesar terdapat pada proses
e-ISSN: 2581-0545
Karakteristik dan aplikasi selulosa kulit jagung pada pengembangan hidrogel
hidrolisis  menggunakan  pelarut  asam  nitrat  (HNO 3 ).  Hal  ini dikarenakan hemiselulosa memiliki rantai yang pendek dan mudah  dihidrolisis  sehingga  asam  dapat  memecah  polimer hemiselulosa  menjadi  monomer  sederhana  dibandingkan selulosa dan lignin. Untuk proses bleaching , rendemen massa akhir  selulosa  terkecil  terdapat  pada  variasi  pelarut  NaOCl karena memiliki kandungan kimia yang kuat sehingga dapat mendegradasi  selulosa  cukup  tinggi.  Sedangkan  rendemen massa  selulosa  terbesar  terdapat pada  variasi pelarut  H 2 O 2 karena  jenis  pelarut  ini  cenderung  tidak  merusak  selulosa serta lebih ramah lingkungan.

## Tabel 1. Presentase rendemen massa keseluruhan proses.
Tahapan Proses Isolasi Selulosa Rendemen Massa (%) Pelarut H 2 O 2 Pelarut NaOCl Pelarut HCl Dewaxing 76,83 76,93 76,73 Hidrolisis 25,86 29,43 23,99 Delignifikasi 21,95 21,76 19,82 Pulping 19,46 19,27 18,32 Bleaching 18,12 15,44 16,44

## Karakteristik Selulosa
Pada  penelitian  ini,  analisa  FTIR  dilakukan  untuk mengidentifikasi  gugus  fungsional  dari  bahan  baku  kulit jagung  dan  serat  selulosa  yang  diekstrak  dari  kulit  jagung. Hasil  spektra  untuk  pelarut  H 2 O 2 menunjukkan  munculnya puncak pada panjang gelombang 3418,34 cm -1 dan 2899,43 cm -1 yang mengindikasi peregangan ikatan grup O-H dan C- H.  Hasil  spektra  pada  serat  selulosa  kulit  jagung  juga menunjukkan  adanya  puncak  pada  panjang  gelombang 1163,58 cm -1 dan 1112,74 cm -1 yang memiliki intensitas lebih besar dibanding spektra yang dihasilkan kulit jagung mentah. Hal  serupa  juga  terjadi  pada  ekstraksi  selulosa  dari  sekam padi dan sekam biji gandum yang dilakukan oleh Oliveira [8] . Menurut  Halal [12] ,  panjang  gelombang  1163,58  cm -1 merupakan indikasi adanya getaran karbon C3 dan panjang gelombang  1163  cm -1 mengindikasi  getaran  dari  ikatan glycosidic  C-O-C  pada  selulosa.  Adanya  gugus  fungsi  dari komponen  penyusun  selulosa  juga  terlihat  dengan munculnya  puncak  pada   panjang  gelombang  1060,15  cm -1 dan 897,21 cm -1 yang menunjukkan getaran dari ikatan C-O dan  C-H,  namun  spektra  dari  serat  selulosa  kulit  jagung menghasilkan  resolusi  puncak  yang  lebih  baik  dibanding spektra dari kulit jagung mentah [13] .
Berdasarkan  puncak  gelombang  yang  terbaca  dapat diketahui bahwa hasil akhir percobaan dengan pelarut H 2 O 2 masih terdapat selulosa ditandai dengan adanya ikatan O-H, C-H,  C-O  dan  C-H.  Sedangkan  puncak  pada  panjang gelombang  897,21  cm -1 menunjukkan  masih  adanya  β selulosa  karena  konsentrasi  NaOH  yang  digunakan  pada percobaan ini adalah 4% sehingga β selulosa belum larut. β selulosa  larut  dalam  NaOH  dengan  konsentrasi  17,5  %.
Menurut Hassan [14] puncak pada panjang geombang 1500- 1600 cm -1 menunjukkan adanya gugus fungsi cincin aromatik dan  gugus  karbonil  yang  merupakan  struktur  penyusun lignin. Sedangkan puncak pada daerah serapan sekitar 1700 cm -1 mengindikasi  adanya  gugus  asetil  dan  ester  sebagai bagian dari hemiselulosa atau gugus asam karboksil sebagai bagian dari senyawa lignin. Jika dilihat dari grafik spektra FTIR yang  dihasilkan,  tidak  menunjukkan  adanya  puncak  yang berada  di  sekitar  panjang  gelombang  1700  cm -1 dan  1500- 600  cm -1 .  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  metode  ekstraksi selulosa yang telah dilakukan dengan menggunakan pelarut H 2 O 2 , kandungan serat non selulosa seperti hemiselulosa dan lignin  telah  hilang  karena  telah  larut  oleh  pelarut  yang digunakan.
Hasil serupa juga ditunjukkan pada sampel yang diekstraksi menggunakan  pelarut  NaOCl  dan  HCl.    Dari Gambar  4 , terlihat  puncak  pada  3410,99  cm -1 dan  3416,91  cm -1 untuk pelarut NaOCl dan HCl yang menunjukkan ikatan gugus C-H. Puncak  yang  terbentuk  pada  panjang  gelombang    2900,25 cm -1 untuk  sampel  pelarut  NaOCl  dan  2900,18  cm -1 untuk sampel  pelarut  HCl  mengacu  pada  terdapatnya  vibrasi peregangan  ikatan  O-H  pada  struktur  selulosa.    Ikatan  C-O dan ikatan glycosidic C-O-C pada selulosa juga dijumpai pada kedua sampel, hal ini ditandai dengan terbentuknya puncak pada  1060,43  cm -1 dan  1162,95  cm -1 untuk  pelarut  NaOCl serta  puncak  pada  1060,26  cm -1 dan  1164,10  cm -1 untuk pelarut HCl. Keberadaan β selulosa juga masih dijumpai pada kedua sampel pelarut NaOCl dan HCl  yang ditandai dengan terbentuknya puncak pada panjang gelombang 897,68  cm -1 dan  897,35  cm -1 .  Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  komponen selulosa  tidak  hilang  akibat  dilakukannya  perlakuan  secara kimiawi  dengan  pelarut.  Sedangkan  komponen  seperti hemiselulosa  dan  lignin  yang  ingin  dihilangkan  sudah  tidak terdapat  pada  sampel  yang  ditandai  dengan  tidak  adanya puncak  pada    panjang  gelombang  antara  1500-1600  cm -1 yang  menunjukkan  ikatan  asam  karboksil  pada  lignin  dan tidak adanya puncak pada panjang gelombang sekitar 1700 cm -1 yang menunjukkan gugus ester pada hemiselulosa.

## Sintesis Hidrogel
Pada  penelitian  ini  selulosa  digunakan  sebagai  bahan  baku pembuatan  hidrogel  dengan  metode  ikat  silang  kimia. Lembaran  hidrogel  dibentuk  dari  selulosa  melalui  proses polimerisasi  menggunakan  agen  pengikat  silang  berupa CaCl 2 .2H 2 O dan glutaraldehid.
Copyright © 2020 Journal of Science and Applicative Technology
J. Sci. Appl. Tech. vol. 4 (2), 2020, pp. 61-66 | 65 Published by: Lembaga Penelitian, Pengabdian Masyarakat, dan Penjaminan Mutu Institut Teknologi Sumatera, Lampung Selatan, Indonesia
(a) (b) (c) (d)
Gambar 4 (a) Hidrogel dengan agen pengikat silang CaCl 2 .2H 2 O (b) Hidrogel dengan  agen  pengikat  silang  glutaraldehid  1:2  (c)  Hidrogel  dengan  agen pengikat silang glutaraldehid 1:4 (d) Hidrogel dengan agen pengikat silang glutaraldehid 1:6
Pada  penggunaan  CaCl 2 .2H 2 O,  menghasilkan  lembaran yang  pecah-pecah,  hal  ini  disebabkan  karena  tidak terjadi  reaksi  silang  antara  selulosa  dan  agen  pengikat silang. Sedangkan  pada  penambahan  glutaraldehid, hidrogel  yang  dihasilkan  dapat  membentuk  lembaran bertekstur gel, berwarna putih dan lentur. Rasio antara selulosa  dan  glutaraldehid  yang  digunakan  diketahui memberikan  pengaruh  terhadap  tekstur  hidrogel  yang dihasilkan, dimana semakin besar rasionya maka secara visual  hidrogel  yang  dihasilkan  semakin  menggumpal dan  tidak  membentuk  lembaran.  Hal  ini  disebabkan karena  jumlah  agen  pengikat  silang  yang  diperlukan untuk  membentuk  ikatan  silang  antara  selulosa  tidak mencukupi, sehingga hidrogel yang terbentuk cenderung lebih menggumpal dan berukuran kecil.Nomor  persamaan  dituliskan  dalam  tanda  kurung dan  diletakkan  pada  margin  kanan  seperti  contoh berikut.

## Karakteristik Hidrogel
Hasil  uji  gugus  fungsional  menggunakan  spektrofotometer FT-IR  diketahui  bahwa  pada  penambahan  glutaraldehid terjadi reaksi silang antara selulosa dan agen pengikat silang. Ikatan  silang  yang  terbentuk  ditunjukkan  pada  panjang gelombang 1712,49 dan 1504,68 cm -1 yang merupakan gugus fungsi C=O. Perbandingan antara selulosa dan glutaraldehide
yang  digunakan  juga  memberikan  pengaruh  terhadap kemampuran  serap  air  ( swelling )  dari  hidrogel  yang dihasilkan.  Pada  proses swelling ketika  hdrogel  berkontak dengan air, maka molekul air akan terjebak diantara batas- batas  jaringan  polimer  yang  saling  berhubungan,  hal  ini menyebabkan  hidrogel  membengkak,  dimana  jarak  antara rantai  polimer  yang  terhubung  meningkat.  Daya  serap  air merupakan  perbandingan  antara  berat  hidrogel  yang mengembang terhadap berat kering hidrogel. Daya serap air dari hidrogel dilakukan pada suhu 25 o C.  Seperti yang terlihat pada Tabel 2 , terlihat bahwa semakin besar perbandingannya,  maka  kemampuan  serap  hidrogel terhadap air semakin mengecil.
Tabel 2. Daya serap hidrogel pada suhu 25 o C Rasio Glutaraldehide : Selulosa Daya serap air (%) 1:2 250 1:4 213 1:6 169
Pengaruh  temperature  terhadap  daya  serap  hidrogel  juga diamati  dengan  menggunakan  hidrogel  perbandingan  1:2 pada  suhu  15 o C,  25 o C  dan  45 o C  seperti  yang  terlihat  pada Tabel  3 .  Daya  serap  hidrogel  terhadap  air  mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya temperature. Hal ini  disebabkan  karena  terjadinya  pergerakan  rantai  pada matriks hidrogel dan melemahnya ikatan hidrogen antara air dan hidrogel yang mengakibatkan ikatan silang tiga dimensi pada hidrogel menjadi lebih longgar. Namun pada suhu 45 o C daya  serap  air  mengalami  penurunan  menjadi  202%. Menurut Oliveira [8], hal tersebut terjadi akibat terputusnya ikatan hidrogen antara molekul air dan rantai  pada matriks hidrogel.  Peningkatan  suhu  lebih  lanjut  mengakibatkan komposit  hidrogel  menyusut  disertai  dengan  terjadinya interaksi  hidrofobik  antara  kelompok  cairan,  sehingga penurunan daya serap air terjadi. Pada suhu rendah, molekul air  akan  membentuk  ikatan  hidrogen  dengan  gugus  fungsi yang  bersifat  polar  dari  hidrogel,  namun  pada  suhu  tinggi susunan tersebut berkurang sehingga kemampuan hidrogel untuk menyerap air berkurang [15] .
Tabel 3. Daya serap hidrogel 1:2 pada berbagai variasi suhu
Suhu, o C Daya serap air 15 136% 25 250% 45 202%
e-ISSN: 2581-0545
Karakteristik dan aplikasi selulosa kulit jagung pada pengembangan hidrogel

## Kesimpulan
Dengan  menggunakan  tiga  variasi  pelarut  yaitu  H 2 O 2 10% v/v, NaOCl 8% v/v dan HCl 3% v/v, metode ekstraksi selulosa  yang  digunakan  pada  percobaan  ini  terbukti dapat  menghilangkan  hemiselulosa  dan  lignin  yang terdapat  pada  kulit  jagung.  Pelarut  yang  paling  efektif dalam  ekstraksi  serat  selulosa  kulit  jagung  yaitu  H 2 O 2 karena  karena  menghasilkan  intensitas  pada  puncak gelombang  β  selulosa  lebih  rendah  dan  menghasilkan sera  t  dengan  warna  lebih  putih  jika  dibandingkan dengan  pelarut  yang  lain.  Selain  itu  pelarut  tersebut memiliki  sifat  yang  ramah  lingkungan  serta  tidak merusak struktur asli selulosa. Hidrogel yang dihasilkan antara  selulosa  dengan  glutaraldehid  menunjukkan perbedaan  daya  serap  berdasarkan  suhu  dan perbandingan  selulosa  terhadap  agen  pengikat  silang. Semakin  banyak  jumlah  glutaraldehid  yang  digunakan akan  menghasilkan  hidrogel  yang  lebih  stabil  dengan kemampuan  daya  serap  air  yang  lebih  tinggi. Peningkatan  suhu  akan  memperbesar  daya  serap hidrogel,  namun  pada  suhu  terlalu  tinggi  daya  serap akan  menurun  akibat  rusaknya  ikatan  hidrogen  dalam matriks hidrogel.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Direktorat Penelitian  dan  Pengabdian  Masyarakat  (DPPM) Universitas Islam Indonesia sebagai penyedia dana pada penelitian ini.

## Daftar Pustaka
[1] A. Ginting, “Industri kreatif berbahan baku pilinan kulit jagung hasil limbah  industri  dan  rumah  tangga  dapat  menutup  siklus  panjang rantai produksi dan pemanfaatan tanaman jagung . Pada umumnya hanya  sedikit  dari  hasil  limbah  jagung  yang  dimanfaatkan  secara maksimal ,” pp. 51– 62, 2015.
[2] Faesal,  “Pengolahan  Limbah  Tanaman  Jagung  Untuk  Pakan  Ternak Sapi Potong,” Semin. Nas. Inov. Teknol. Pertan. , no. 19, pp. 181 – 190,
2013.
[3] T. K. Fagbemigun, O. D. Fagbemi, O. Otitoju, E. Mgbachiuzor, and C. C. Igwe,  “Pulp  and  paper - making  potential  of  corn  husk,” Int.  J. AgriScience , vol. 4, no. 44, pp. 209 – 213, 2014.
[4] W. M. Putra, A. Fathony, F. I. Sari, S. A. Satyawardhani, and S. Bakti, “Pemanfaatan  Limbah  Kulit  Jag ung  (Zea  Mays)  sebagai  komposit pembuatan sumpit makan,” Depok, 2012.
[5] S. S. Kwon, B. J. Kong, and S. N. Park, “Physicochemical properties of pH-sensitive  hydrogels  based  on  hydroxyethyl  cellulose-hyaluronic acid  and  for  applications  as  transdermal  delivery  systems  for  skin lesions,” Eur. J. Pharm. Biopharm. , vol. 92, no. March, pp. 146 – 154,
2015, doi: 10.1016/j.ejpb.2015.02.025.
[6] N.  Masruchin,  B.  D.  Park,  and  V.  Causin,  “Influence  of  sonication treatment  on  supramolecular  cellulose  microfibril-based  hydrogels induced by ionic interaction,” J. Ind. Eng. Chem. , vol. 29, pp. 265 – 272,
2015, doi: 10.1016/j.jiec.2015.03.034.
[7] K.  Abe  and  H.  Yano,  “Formation  of  hydrogels  from  cellulose nanofibers,” Carbohydr. Polym. , vol. 85, no. 4, pp. 733 – 737, 2011, doi: 10.1016/j.carbpol.2011.03.028.
[8] J. P. de Oliveira et al. , “Cellulose fibers extracted from rice and oat husks  and  their  application  in  hydrogel,” Food  Chem. ,  vol.  221,  pp. 153 – 160, 2017, doi: 10.1016/j.foodchem.2016.10.048.
[9] X. Zhang, Y. Wang, C. Lu , and W. Zhang, “Cellulose hydrogels prepared from micron- sized bamboo cellulose fibers,” Carbohydr. Polym. , vol. 114, pp. 166 – 169, 2014, doi: 10.1016/j.carbpol.2014.08.012.
[10] X.  Hu,  K. Hu,  L.  Zeng,  M.  Zhao,  and H.  Huang, “Hydrogels prepared from  pineapple  peel  cellulose  using  ionic  liquid  and  their characterization  and  primary  sodium  salicylate  release  study,” Carbohydr.  Polym. ,  vol.  82,  no.  1,  pp.  62 – 68,  2010,  doi: 10.1016/j.carbpol.2010.04.023.
[11] R. D. . Putera, “Ekstraksi serat selulosa dari tanaman eceng gondok (eichornia crassipes)  dengan  variasi  pelarut,”  Universitas  Indonesia, 2012.
[12]  S. L. M. El Halal et al. , “Films based on oxidized starch and cellulose from  barley,” Carbohydr.  Polym. ,  vol.  133,  pp.  644 – 653,  2015,  doi: 10.1016/j.carbpol.2015.07.024.
[13] A. Alemdar and M. Sain, “Isolation and characterization of nanofibers from  agricultural  residues  - Wheat  straw  and  soy  hulls,” Bioresour. Technol. ,  vol.  99,  no.  6,  pp.  1664 – 1671,  2008,  doi: 10.1016/j.biortech.2007.04.029.
[14]  M. L. Ha ssan, A. P. Mathew, E. A. Hassan, and K. Oksman, “Effect of pretreatment  of  bagasse  pulp  on  properties  of  isolated  nanofibers and nanopaper sheets,” Wood Fiber Sci. , vol. 42, no. 3, pp. 362 – 376, 2010.
[15] E.  Kayalvizhy  and  P.  Pazhanisamy,  “Swelling  behavi or  of  poly(N- cyclohexylacrylamide-co-acrylamide/AMPSNa)  gold  nanocomposite hydrogels,” Int.  J.  Biol.  Macromol. ,  vol.  86,  pp.  721 – 727,  2016,  doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.01.047.