Vol. 9(1): 161-178, January 2021

DOI: https://doi.org/10.23960/jsl19161-178

Jurnal Sylva Lestari

P-ISSN: 2339-0913
E-ISSN: 2549-5747

Journal homepage: https://jurnal.fp.unila.ac.id/index.php/JHT

Full Length Research Article

Effect of Chemical Characteristics on Mechanical and Natural Durability
Properties of Three Lesser-Used Wood Species
Pengaruh Karakteristik Kimia terhadap Sifat Mekanis dan Keawetan Alami Tiga
Jenis Kayu Kurang Digunakan
Sarah Augustina1, Imam Wahyudi2,*, I Wayan Darmawan2, Jamaludin Malik3, Yoichi Kojima4, Taiyo
Okada4, Naoki Okano4
1

Program Studi Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana, IPB University.
Kampus IPB, Dramaga, Bogor 16680, Indonesia
2
Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan dan Lingkungan, IPB University. Kampus IPB, Dramaga, Bogor 16680, Indonesia
3
Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan. Jl. Gunung Batu No. 5, Bogor, 16610, Indonesia
4
Department of Bioresource Sciences, Faculty of Agriculture, Shizuoka University, 836 Ohya, Surugaku, Shizuoka, 422-8529
Japan
*
Corresponding author. E-mail address: imyudarw16@yahoo.com
ARTICLE HISTORY:
Received: 21 October 2020
Peer review completed: 7 January 2021
Received in revised form: 21 January 2021
Accepted: 23 January 2021

KEYWORDS:
Lesser-used wood species
Mechanical properties
Natural durability
Parameters interrelationship
Wood chemical characteristics

© 2021 The Author(s). Published by
Department of Forestry, Faculty of
Agriculture, University of Lampung in
collaboration with Indonesia Network for
Agroforestry Education (INAFE).
This is an open access article under the
CC BY-NC license:
https://creativecommons.org/licenses/bync/4.0/.

ABSTRACT
Chemical, mechanical, and natural durability properties of three lesserused wood species from North Kalimantan, namely nyatoh (Palaquium
lanceolatum), pisang putih (Mezzettia leptopoda), and sepetir (Sindora
wallichii) woods, were analyzed to seek the interrelationships among them
and give an overview related to their utilization. The results showed that
pH values of three wood species were categorized into moderate to weak
acid levels. The extractive contents in hot and cold water as well as in
NaOH 1% of sepetir wood were higher than those of nyatoh and pisang
putih woods. In contrast, the solubility in ethanol-benzene of nyatoh wood
was the highest. The ash content in the three wood species were
categorized into medium level. Lignin contents in sepetir and nyatoh
woods were classified as moderate, while lignin content in pisang putih
wood was high. Holocellulose and hemicellulose contents in sepetir wood
were higher than those in nyatoh and pisang putih woods, whereas alpha
cellulose in sepetir wood was the lowest. MOE values of the three wood
species were classified as strength class of IV‒V, while MOR and
compression parallel to the grain were classified as strength class of IV.
The hardness value of nyatoh wood was higher than that of other woods.
The durability of the three wood species was classified into poor (low
durable). The relationship between chemical characteristics and
mechanical properties of wood was primarily influenced by its major
components (cellulose, hemicellulose, and lignin), whereas natural
durability was influenced by its minor components (extractives and
inorganic materials).

1. Pendahuluan
Kayu dapat didefinisikan sebagai ‘three-dimensional biopolymer composite’ yang dari segi
kimianya tersusun dari 2 komponen utama yaitu komponen mayor, yang terdiri dari selulosa,

161

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

hemiselulosa, dan lignin, serta komponen minor, yakni ekstraktif dan bahan inorganik (Lhate
2011; Rowell et al. 2005). Jumlah komponen kimia dan jenis senyawa penyusunnya dapat berbeda
baik antar dan intra spesies, antar bagian di pohon yang sama, bahkan pada jaringan penyusun
dinding sel. Menurut Rowell et al. (2005), kayu daun jarum memiliki kadar selulosa dan lignin
yang lebih tinggi dibandingkan kayu daun lebar, namun kadar ekstraktifnya lebih sedikit. Pada
umumnya, zat ekstraktif lebih banyak terdeposit di bagian kayu teras daripada kayu gubalnya
(Rowell et al. 2005). Menurut Saka (1991), kandungan kimia juga bisa berbeda antara kayu awal
dan kayu akhir, bahkan pada jaringan penyusun dinding sel. Kayu awal pada kayu pinus memiliki
kandungan selulosa, galaktan, glucomannan, serta glucurono-arabinoxylan yang lebih tinggi
dibanding kayu akhir. Lamela tengah dan dinding primer sel penyusun kayu Scotch pine tersusun
dari 84% lignin, 0,7% selulosa, dan 13,3% hemiselulosa; lapisan S1 tersusun dari 51,7% lignin,
30% selulosa, dan 18,3% hemiselulosa; lapisan S2 tersusun dari 15,1% lignin, 54,3% selulosa, dan
30,6% hemiselulosa; sedangkan lapisan S3 tersusun dari 13% selulosa, 87% hemiselulosa dengan
sedikit atau tidak ada terkandung lignin. Jumlah dan jenis komponen kimia tersebut berpengaruh
terhadap sifat mekanis dan keawetan alami kayu.
Sifat mekanis merupakan karakteristik suatu bahan dalam merespon tekanan atau gaya dari
luar, termasuk ketahanan terhadap deformasi dan distorsi, serta ketahanan terhadap pembebanan
(Winandy 1994). Beberapa pengujian yang digunakan untuk menganalisis sifat mekanis kayu
antara lain keteguhan lentur (modulus of elasticity/MOE) dan patah (modulus of rupture/MOR),
kekuatan tekan sejajar serat, serta kekerasan. Variasi nilai tersebut sedikit banyak dipengaruhi oleh
sifat kimia kayu, terutama komponen mayornya. Winandy dan Rowell (1984) menyebutkan bahwa
selulosa merupakan polimer terkuat pada kayu dan berpengaruh terhadap kekuatan kayu akibat
tingginya derajat polimerisasi dan orientasi liniernya, hemiselulosa berperan sebagai jembatan
antara fibrous cellulose dan amorphous lignin serta matriks untuk selulosa yang berperan dalam
meningkatkan packing density-nya, sedangkan lignin, terutama senyawa phenoliknya, tidak hanya
mampu mengikat sel serat namun juga berperan sebagai agen kekakuan pada molekul selulosa
diantara dinding sel serat. Menurut Zhang et al. (2013), nilai MOE dan MOR berkorelasi positif
dengan jumlah kandungan ligninnya. Longui et al. (2012) menambahkan bahwa lignin terbukti
mampu meningkatkan sifat kekakuan pada dinding sekunder dan kohesi antar jaringan kayu serta
berpengaruh kuat terhadap sifat mekanis kayu terutama pada arah tranversal. Augustina (2019)
menyatakan bahwa diameter pembuluh yang lebih sempit mengindikasikan porsi dinding sel dan
jumlah selulosa yang lebih banyak serta kerapatan yang lebih tinggi menyebabkan kayu cenderung
lebih padat sehingga menghasilkan kekuatan tekan sejajar serat dan kekerasan yang tinggi pula.
Istilah keawetan alami kayu dikenal sebagai kemampuan kayu untuk menahan degradasi
biologis untuk periode waktu tertentu. Sifat ini biasanya terkait dengan mekanisme atau proses
deteriorasi akibat serangan organisme perusak kayu, seperti rayap, jamur, kumbang, dan
sebagainya. Variasi sifat tersebut dipengaruhi oleh jenis kayu, jumlah dan jenis komponen kimia
(mayor dan minor) yang bersifat racun, umur pohon, bagian kayu (kayu gubal/teras), serta posisi
dalam batang (Nandika et al. 1996; Winandy 1994). Menurut Shanbhag dan Sundararaj (2013),
kandungan selulosa berkorelasi positif, sedangkan lignin dan total senyawa fenolik berkorelasi
negatif terhadap sifat keawetan kayu. Komponen organik dari ekstraktif dapat mempengaruhi
karakteristik kayu seperti warna, bau, rasa, ketahanan terhadap organisme perusak, kerapatan,
higroskopisitas, dan keterbakaran (Owoyemi dan Olaniran 2014). Semakin tinggi kadar ekstraktif
maka akan memberikan sifat ketahanan terhadap organisme perusak yang lebih baik pula

162

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

(Herliyana et al. 2013). Menurut Winandy (1994), beberapa jenis kayu memiliki kandungan gula
di dalam selnya yang mampu berubah menjadi ekstraktif yang sangat beracun.
Berdasarkan uraian di atas terlihat bahwa terdapat pengaruh yang jelas antara jumlah dan
jenis komponen kimia terhadap sifat mekanis dan keawetan alaminya. Sehingga, tujuan dari
penelitian ini adalah untuk mengkaji karakteristik kimia kayu, sifat mekanis, dan keawetan alami
dari ketiga jenis kayu kurang digunakan (kayu nyatoh, pisang putih dan sepetir) asal Kalimantan
Utara, serta hubungan di antara sifat-sifat tersebut.
2. Bahan dan Metode
2.1. Bahan
Bahan utama yang digunakan adalah kayu bulat (log) nyatoh (Palaquium lanceolatum),
pisang putih (Mezzettia leptopoda), and sepetir (Sindora wallichii) dengan panjang 80 cm dan
diameter sekitar 65 cm. Log berasal dari bagian pangkal batang pada ketinggian 30 cm dari atas
permukaan tanah. Pohon contoh diperoleh dari kawasan hutan alam di Provinsi Kalimantan Utara.
Masing-masing log dikonversi menjadi sampel uji untuk masing-masing pengujian (Gambar 1).
Sampel yang digunakan dalam pengujian adalah sampel uji yang bebas dari mata kayu dan
terbebas dari cacat-cacat visible lainnya.
2 cm
65 cm
50 cm
80 cm

Serbuk 40-60 mesh
(b)

(a)

(c)

Gambar 1. Pembuatan dan pembagian sampel uji: (a) Log dengan panjang 80 cm dan diameter
65 cm, (b) Sampel uji sifat mekanis dan keawetan alami kayu, serta (c) Sampel uji sifat kimia
kayu.
2.2. Metode
2.2.1. Pengujian sifat kimia kayu
Sampel yang digunakan berupa serbuk kayu dengan ukuran 40-60 mesh. Serbuk kayu dihitung
kadar airnya, kemudian dilanjutkan dengan pengujian komponen kimia. Kadar holoselulosa,
alphaselulosa, dan hemiselulosa ditetapkan berdasarkan TAPPI T-203 (TAPPI 1999a), lignin
klason TAPPI 222 om-88 (TAPPI 2002b), kelarutan dalam air dingin dan air panas TAPPI T-207
om-88 (TAPPI 1999b), kelarutan dalam etanol-benzena ASTM D-1107 (ASTM 2007), kelarutan
dalam 1% NaOH TAPPI T-212 om-93 (TAPPI 2002a), serta pH kayu (Masendra et al. 2019).
Penetapan komponen kimia dilakukan dengan tiga ulangan masing-masing jenis kayu, dan
dilakukan secara duplo.
Kadar air serbuk untuk pengujian sifat kimia kayu dihitung dengan menggunakan rumus:
KA serbuk (%)=

BA-BKT
BKT

× 100

163

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

dimana KA adalah kadar air (%), BA adalah berat awal serbuk (g), dan BKT adalah berat kering
tanur serbuk (g).
Nilai pH kayu diukur di Laboratorium Wood Biomass Utilization, Fakultas Pertanian,
Shizuoka University, Jepang menggunakan pH meter (HORIBA). Sampel uji yang digunakan
berupa serbuk kayu masing-masing jenis sebanyak 1 g. Serbuk kayu direndam dalam akuades
dengan perbandingan 1:20 selama 24 jam, kemudian ekstrak dari masing-masing jenis dianalisis
menggunakan pH meter (Masendra et al. 2019).
Penetapan kadar holoselulosa mengacu pada Browning (1967). Serbuk kayu sebanyak 2,5 g
dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer kemudian ditambahkan 150 ml aquades, 1 g NaClO2, dan
1 ml asam asetat secara berurutan. Sampel kemudian dipanaskan menggunakan waterbath pada
suhu 70–80oC, dan setiap 1 jam ditambahkan 1 g NaClO2 dan 0,2 ml asam asetat (dilakukan
sebanyak 4 kali penambahan). Setelah residu berwarna keputih-putihan, sampel disaring dan
kemudian dibilas menggunakan 500 ml akuades dan 25 ml asam asetat 10%. Setelah itu
dikeringkan dalam oven suhu 103 ± 2oC selama 24 jam hingga konstan, lalu ditimbang beratnya.
Penetapan kadar alphaselulosa juga mengacu pada Browning (1967). Sampel holoselulosa
sebanyak 1,5 g dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer kemudian ditambahkan 75 ml NaOH 17,5%
pada suhu 20oC dan diaduk rata. Pengaduk kemudian dibilas menggunakan 25 ml NaOH 17,5%
dan larutan dibiarkan selama 30 menit pada suhu 25 ± 0,2oC. Seratus ml akuades ditambahkan ke
dalam larutan kemudian dibiarkan selama 30 menit. Sampel lalu disaring dan dibilas menggunakan
akuades panas. Setelah itu sampel dibilas kembali menggunakan asam asetat 10% sebanyak 3 kali
lalu dibilas menggunakan akuades panas hingga sampel bebas asam. Sampel dikeringkan
menggunakan oven pada suhu 103 ± 2oC dan ditimbang hingga konstan.
Penetapan kadar lignin klason mengacu pada TAPPI T 222 om-88 (TAPPI 2002b). Serbuk
kayu sebanyak 1 g ditempatkan dalam gelas piala. Kemudian 15 ml asam sulfat 72% dingin
ditambahkan secara bertahap sambil dilakukan pengadukan. Sampel didiamkan pada suhu 20 ±
1oC selama reaksi. Setelah tercampur, gelas piala ditutup menggunakan watch glass dan didiamkan
pada suhu 20 ± 1oC selama 2 jam sambil diaduk untuk memastikan larutan teraduk sempurna. 300–
400 ml akuades ditempatkan dalam Erlenmeyer kemudian sampel ditambahkan ke dalam
Erlenmeyer. Sampel kemudian dibilas dan diencerkan menggunakan air dan 3% asam sulfat
hingga volume mencapai 575 ml. Larutan kemudian dipanaskan selama 4 jam. Air panas
ditambahkan secara berkala agar volumenya konstan. Larutan kemudian disaring dan dibilas
menggunakan air panas. Residu sampel kemudian dibilas menggunakan asam asetat 10% lalu
dibilas dengan air panas hingga bebas asam, dan selanjutnya dikeringkan dalam oven dengan suhu
103 ± 2oC selama 24 jam hingga konstan, lalu ditimbang untuk mendapatkan lignin Klason.
Pengukuran kadar ekstraktif larut air dingin mengacu pada TAPPI T-207 om-88 (TAPPI
1999b). Serbuk kayu sebanyak 2 g ditempatkan dalam Erlenmeyer 400 ml kemudian 300 ml
akuades ditambahkan secara perlahan. Sampel dipastikan terbasahi semua untuk menghindari
kemungkinan mengapung. Ekstraksi dilakukan pada suhu 23 ± 2oC dengan pengadukan konstan
selama 48 jam. Sampel kemudian dipindahkan ke kertas saring yang sudah dikeringkan, kemudian
dibilas menggunakan 200 ml akuades dingin, dan dikeringkan dalam oven 103 ± 2oC hingga
beratnya konstan. Kertas saring ditempatkan dalam desikator lalu ditimbang.
Pengukuran kadar ekstraktif larut air panas juga mengacu pada TAPPI T-207 om-88 (TAPPI
1999b). Serbuk kayu sebanyak 2 g ditempatkan dalam Erlenmeyer 200 ml kemudian ditambahkan
100 ml akuades panas. Sampel kemudian dimasukkan ke dalam waterbath mendidih selama 3 jam.
Air di dalam waterbath dijaga agar tetap di atas batas sampel dengan menambahkan air panas.
164

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Sampel kemudian disaring dan dibilas menggunakan 200 ml air panas, kemudian dikeringkan
dalam oven suhu 103 ± 2oC hingga bobotnya konstan, dan ditimbang.
Penetapan kadar ekstraktif larut etanol-benzena mengacu pada ASTM D-1107 (ASTM
2007). Serbuk kayu sebanyak 2 g ditimbang menggunakan wadah. Satu sampel dikeringkan dalam
oven pada suhu 103 ± 2oC kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Proporsi BKT
serbuk dalam berat kering udara serbuk kemudian dihitung. Sampel lainnya ditempatkan pada alat
soxhlet. Ekstraksi dilakukan menggunakan 150 ml larutan etanol-benzena selama 6 sampai 8 jam,
cairan dijaga agar cepat mendidih. Setelah pelarut dievaporasi dari labu ekstraksi, sampel
kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103 ± 2oC selama 1 jam kemudian didinginkan
dalam desikator lalu ditimbang. Pengeringan dilanjutkan hingga bobotnya konstan.
Pengukuran kadar ekstraktif larut 1% NaOH mengacu pada TAPPI T-212 om-93 (TAPPI
2002a). Larutan 1% NaOH sebanyak 100 ± 1 ml ditambahkan ke dalam 2 g sampel kemudian
diaduk menggunakan batang pengaduk. Labu Erlenmeyer yang berisi sampel kemudian ditutup
menggunakan watch glass dan dimasukkan ke dalam waterbath dengan suhu yang diatur antara
97 hingga 100oC selama 1 jam. Air di dalam penangas diatur agar tetap mendidih dan berada di
atas larutan alkali pada Erlenmeyer. Kemudian larutan diaduk selama 5 detik pada menit ke-10,
15, dan 25 setelah ditempatkan dalam penangas. Setelah 60 menit sampel dipindahkan ke kertas
saring dan dibilas menggunakan 100 ml air panas. Kemudian 25 ml asam asetat 10% ditambahkan
dan dibiarkan membasahi sebelum dihilangkan dan ulangi dengan 25 ml asam asetat 10% yang
kedua. Sampel kemudian dibilas menggunakan air panas hingga bebas asam. Kertas saring beserta
sampel kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103 ± 2oC hingga bobotnya konstan.
2.2.2. Pengujian Sifat Mekanis Kayu
Sifat mekanis yang diuji terdiri dari keteguhan lentur statis (MOE dan MOR), keteguhan
tekan sejajar serat, dan kekerasan sisi. Pengujian mengacu pada standar Inggris BS 373-1957 (BSI
1957) dengan tiga ulangan untuk masing-masing jenis kayu. Pengujian keteguhan lentur statis
menggunakan sampel uji berukuran 2 cm x 2 cm x 30 cm. Sampel uji didudukkan mendatar pada
mesin dan dilakukan pembebanan terpusat. Jarak sangga ditetapkan sebesar 28 cm. Nilai MOE
dan MOR diperoleh dengan persamaan:
MOR =
MOE =

3 x Pmaks x L
2 x b x h2
∆P x L3
4 x ∆y x b x h3

dimana MOE adalah modulus of elasticity (kg/cm2), MOR adalah modulus of rupture (kg/cm2),
Pmaks adalah beban hingga sampel uji rusak (maksimum) (kg), ΔP adalah perubahan beban yang
terjadi di bawah batas proporsi (kg), L adalah jarak sangga (cm), Δy adalah perubahan defleksi
akibat beban (cm), B adalah lebar sampel uji (cm), dan h adalah tebal sampel uji (cm).
Pengujian keteguhan tekan sejajar serat menggunakan sampel uji berukuran 2 cm x 2 cm x
6 cm. Sampel uji didudukkan vertikal pada alat dan dilakukan pembebanan secara perlahan-lahan
dengan arah beban sejajar dengan arah serat. Nilai kekuatan tekan sejajar serat ditentukan dengan
persamaan:
Pmaks

σtk // = A
dimana σ tk// adalah keteguhan tekan sejajar serat (kg/cm²) dan A adalah luas penampang (cm²).

165

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Pengujian kekerasan kayu dilakukan pada bagian ujung sampel uji keteguhan lentur statis.
Kekerasan yang dihitung adalah kekerasan radial dan tangensial. Pembebanan dilakukan dengan
membenamkan setengah bola baja berdiameter 1,1278 cm hingga kayu rusak. Nilai kekerasan
dihitung dengan rumus:
Pmaks

H= A
dimana H adalah kekerasan kayu (kg/cm²) dan A adalah luas penampang (cm²).
2.2.3. Pengujian keawetan alami kayu
Pengujian keawetan alami kayu (Gambar 2) dilakukan secara uji kubur (grave yard test)
selama 3 bulan, mengacu pada ASTM D 1758-06 (ASTM 2006). Sebelum dilakukan penancapan
ke tanah, sampel terlebih dahulu diampelas agar permukaannya rata, kemudian dihitung kadar
airnya, ditimbang beratnya, dan diberi tanda. Sampel uji berukuran 2 cm x 2 cm x 46 cm dikubur
secara vertikal sedalam 25–30 cm di Arboretum, Fakultas Kehutanan dan Lingkungan, IPB
University. Jarak antar sampel uji dalam satu baris (antar kolom) 30 cm, sedangkan jarak antar
baris 60 cm.
Beberapa persyaratan penting yang harus dipenuhi adalah tempat penanaman harus subur,
belum ditanami, kelembapan relatif hangat, drainase baik, perlu informasi terkait keberadaan rayap
di tempat tersebut, dan tanah yang ingin digunakan haruslah berjarak 150 mm dari tanah yang
telah digunakan sebelumnya untuk pengujian yang sama. Parameter yang dinilai dalam pengujian
ini adalah bentuk atau derajat kerusakan yang terjadi dan pengurangan berat sampel uji (Tabel 1).
Pengujian keawetan menggunakan tiga ulangan untuk masing-masing jenis kayu.
Tabel 1. Level kerusakan sampel oleh rayap berdasarkan standar ASTM D 1758-06 (ASTM 2006)
Level
10
9
8
7
6
4
0

Deskripsi kondisi sampel
Tidak diserang; 1 hingga 2 lubang kecil diperbolehkan
Terdapat lubang hingga 3% dari luasan penampang melintang
Penetrasi 3 hingga 10% dari luasan penampang melintang
Penetrasi 10 hingga 30% dari luasan penampang melintang
Penetrasi 30 hingga 50% dari luasan penampang melintang
Penetrasi 50 hingga 75% dari luasan penampang melintang
Gagal

(a)
(b)
Gambar 2. Pengujian keawetan alami kayu secara uji kubur (a) sampel uji dan (b) denah uji
kubur.

166

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

2.3. Analisis Data
Data kualitatif disajikan dalam bentuk foto dan dideskripsikan, sedangkan data kuantitatif
dihitung nilai rata-rata dan standar deviasinya menggunakan Microsoft Excel. Perbedaan nilai ratarata untuk setiap jenis ditentukan menggunakan t-student pada selang kepercayaan 99% dan 95%.
3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Sifat Kimia Ketiga Jenis Kayu
Analisis komponen kimia kayu merupakan tahapan yang penting guna mengetahui
karakteristik/ciri pembeda dan kualitas dari masing-masing jenis kayu. Keuntungan dalam
menganalisa komponen kimia kayu antara lain dapat menilai performa pengerjaan kayu (wood
working/machining), mengetahui tingkat durabilitas terhadap mikroorganisme perusak, dan tujuan
pemanfaatannya (Darmawan et al. 2012; Lhate 2011). Kadar komponen kimia kayu yang terdiri
dari lignin klason, holoselulosa, alphaselulosa, hemiselulosa, kadar abu, pH, zat ekstraktif (larut
air panas, air dingin, etanol-benzena, dan NaOH 1%), serta kadar air serbuk ketiga jenis kayu
disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Komponen kimia ketiga jenis kayu
Jenis kayu
Signifikansi
antar-jenis
Nyatoh
Pisang Putih
Sepetir
Kadar air serbuk (%)
10,20 ± 0,79
11,92 ± 0,34
11,20 ± 0,16
0,00**
Kelarutan air panas (%)
1,31 ± 0,79
2,25 ± 0,49
6,99 ± 1,00
0,05*
Kelarutan air dingin (%)
2,08 ± 1,25
2,48 ± 2,18
6,17 ± 1,42
0,04*
Kelarutan NaOH 1% (%)
13,21 ± 1,60
5,42 ± 3,36
19,39 ± 0,71
0,00**
Kelarutan etanol-benzena (%)
5,32 ± 0,31
4,44 ± 0,43
1,93 ± 0,31
0,00*
Lignin klason
32,75 ± 0,93
39,30 ± 2,32
21,78 ± 1,92
0,00**
Holoselulosa (%)
77,57 ± 1,15
76,16 ± 1,71
80,81 ± 0,69
0,00**
Alphaselulosa (%)
58,15 ± 2,36
60,24 ± 3,86
56,46 ± 2,62
0,00**
Hemiselulosa (%)
19.43 ± 2.69
15,92 ± 5,32
24,36 ± 2,71
0,00**
Kadar abu (%)
0,43 ± 0,03
0,76 ± 0,21
1,02 ± 0,20
0,00**
pH
5,66 ± 0,11
6,87 ± 0,58
6,69 ± 0,24
0,00**
Keterangan: ns = tidak signifikan, * = signifikan pada level 5%, dan ** = signifikan pada level 1%.
Pengujian komponen kimia

3.1.1. Kadar air serbuk
Rata-rata kadar air (KA) serbuk dari ketiga jenis berkisar 10,20‒11,92%. Analisis t-student
dengan selang kepercayaan 99% menyatakan bahwa nilai KA berbeda sangat nyata pada masingmasing jenis (Tabel 2). Serbuk kayu pisang putih memiliki KA yang tertinggi, sedangkan serbuk
kayu nyatoh terendah. KA berhubungan dengan perbedaan kerapatan kayu yang menunjukkan
perbedaan kemampuan dinding sel dalam mengikat air. Umumnya kayu yang kerapatannya rendah
memiliki nilai KA yang tinggi dan sebaliknya (Bowyer et al. 2003). Hasil penelitian Augustina
(2019) menunjukkan bahwa kerapatan kayu nyatoh 0,49 g/cm3, kayu pisang putih 0,43 g/cm3, dan
kayu sepetir 0,37 g/cm3. Variasi KA berpengaruh terhadap penetrasi bahan kimia. Keberadaan air
dalam rongga dan dinding sel akan menghambat masuknya bahan kimia. Sehingga nilai KA serbuk
yang disarankan untuk pengujian sifat kimia berkisar 12‒20% atau kondisi kering udara (Seng
1990).

167

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

3.1.2. pH kayu
Nilai pH kayu pada masing-masing jenis adalah 5,66 (nyatoh); 6,87 (pisang putih), dan 6,69
(sepetir). Nilai pH kayu nyatoh masuk ke dalam kategori asam sedang, sedangkan kayu pisang
putih dan sepetir asam lemah. Menurut Stamm (1964), umumnya pH kayu berkisar 3‒5,5.
Meskipun hasil yang diperoleh diluar dari rentang nilai tersebut, namun pH kayu nyatoh lebih
rendah dibanding pH bagian teras kayu blackgum (Nyssa sylvatica Marsh) dan gubal kayu
Northern white cedar (Thuja occidentulis L.) masing-masing sebesar 5,86 dan 5,82 (Johns dan
Niazi 1980). Nilai pH kayu pisang putih lebih rendah dibanding bagian peralihan kayu Acer
laetum, bagian teras dan peralihan kayu Fagus orientalis, serta bagian teras dari kayu Alnus
subcordata yang berkisar 6,89‒7,47; sedangkan pH kayu sepetir mendekati pH bagian gubal kayu
Fagus orientalis dan Alnus subcordata yakni sebesar 6,68 (Sadeghifar et al. 2010). Tingkat
keasaman kayu dipengaruhi oleh kandungan hemiselulosa, ekstraktif, dan kadar bahan inorganik
dalam kayu (Hernández 2013). Pengetahuan tentang pH kayu menjadi penting karena dapat
berpengaruh terhadap proses perekatan dan pengerjaan kayu (Johns dan Niazi 1980), hingga sifat
mekanis dari produk komposit yang akan dibuat (Hernández 2013). Kayu dengan tingkat
keasaman tinggi akan membuat proses curing perekat urea formaldehida (UF) dan melamin
formaldehida (MF) menjadi kurang maksimal karena perekat sudah mulai mengeras sebelum
dimasukkan ke dalam mesin kempa panas sehingga menurunkan sifat mekanis, dan juga
menyebabkan paku mudah berkarat (Hernández 2013; Johns dan Niazi 1980).
3.1.3. Ekstraktif
Zat ekstraktif merupakan hasil dari metabolisme sekunder yang terdiri dari komponen
organik dan inorganik. Komponen organik dapat diklasifikasikan ke dalam senyawa aliphatic dan
alicylic, senyawa fenolik, dan senyawa lainnya (Stenius 2000); sedangkan komponen inorganik
terdiri dari abu dan silika (Rowell et al. 2005). Kadar ekstraktif dapat dibedakan menjadi empat
yaitu ekstraktif larut air panas, air dingin, etanol-benzena, dan NaOH 1%. Analisis t-student
dengan selang kepercayaan 99% menunjukkan bahwa ekstraktif terlarut NaOH 1% berbeda sangat
nyata pada masing-masing jenis dan pada selang kepercayaan 95% kadar ekstraktif larut air panas,
air dingin dan etanol-benzena berbeda nyata pada masing-masing jenis (Tabel 2). Berdasarkan
Tabel 2, masing-masing jenis kayu memiliki kadar ekstraktif yang bervariasi. Kayu sepetir
memiliki kadar ekstraktif larut air panas dan dingin tertinggi (masing-masingnya 6,17 dan 6,99%),
sedangkan kayu nyatoh memiliki nilai terendah (1,31 dan 2,08%). Kelarutan air dingin dan panas
kayu nyatoh dan pisang putih lebih rendah dibanding A. mangium, tetapi untuk kayu sepetir
berlaku sebaliknya (Pari dan Saepuloh 2000). Kelarutan dalam air panas dan dingin dapat
menjelaskan kemudahan ekstraksi senyawa pati, tannin, getah, pektin dan senyawa disakarida.
Kelarutan dalam NaOH 1% kayu sepetir lebih tinggi (19,39%) kemudian diikuti dengan kayu
nyatoh (13,21%) dan pisang putih (5,42%). Kelarutan dalam NaOH 1% pada kayu nyatoh dan
pisang putih lebih rendah dibanding A. mangium, sedangkan pada kayu sepetir hampir sama (Pari
dan Saepuloh 2000). Tingginya kelarutan dalam NaOH 1% menunjukkan kemudahan dalam
mendegradasi selulosa dan dapat digunakan untuk memprediksi kadar karbohidrat dan lignin yang
memiliki bobot molekul rendah (Hastuti et al. 2017). Kadar ekstraktif dalam etanol-benzena
tertinggi terdapat pada kayu nyatoh (5,32%), sedangkan yang terendah pada kayu sepetir (1,93%).
Nilai yang diperoleh hampir sama dengan yang terdapat pada kayu A. hybrid, A. mangium, dan A.
auriculiformis (Yahya et al. 2010). Kelarutan dalam etanol-benzena menunjukkan kemudahan
168

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

untuk mengekstrak senyawa semi polar dan non polar seperti polifenol sederhana, glikosida,
tannin, mono dan disakarida. Senyawa polifenol dan sakarida sangat penting bagi industri
biorefineri, farmasi, kosmetik dan pembuatan bioethanol (Hastuti et al. 2017).
3.1.4. Kadar abu
Kadar abu kayu mengindikasikan kandungan bahan anorganik seperti kalsium, kalium,
magnesium, mangan, dan silikon di dalam kayu. Rata-rata kadar abu ketiga jenis kayu berkisar
0,43‒1,02%. Nilai tersebut termasuk kategori sedang (0,2‒6%). Nilai kadar abu ketiga jenis kayu
sedikit lebih tinggi dibanding yang terdapat pada kayu A. mangium yaitu 0,26‒0,88% sebagaimana
Pari dan Saepuloh (2000). Analisis t-student dengan selang kepercayaan 99% menyatakan bahwa
kadar abu berbeda sangat nyata pada masing-masing jenis kayu (Tabel 2). Kayu sepetir memiliki
nilai kadar abu tertinggi, sedangkan kayu nyatoh terendah. Tingginya kadar abu akan berpengaruh
saat proses pembakaran terutama untuk bahan baku alternatif di bidang biorefinery karena akan
menyebabkan penumpukan abu.
3.1.5. Lignin klason
Lignin klason dikenal juga sebagai lignin tidak larut asam (acid insoluble lignin). Kadar
lignin klason pada ketiga jenis kayu dari yang terendah hingga tertinggi berturut-turut adalah
23,78% untuk kayu sepetir, 32,75% untuk kayu nyatoh, dan 39,30% untuk kayu pisang putih.
Analisis t-student dengan selang kepercayaan 99% menyatakan bahwa kadar lignin klason berbeda
sangat nyata pada masing-masing jenis kayu (Tabel 2). Kadar lignin klason yang diperoleh hampir
sama dengan yang terdapat pada kayu A. mangium (Yahya et al. 2010), namun lebih tinggi
dibanding E. globulus (Ona et al. 1998). Berdasarkan kelas komponen kimia kayu Indonesia, kadar
lignin klason kayu sepetir dan nyatoh tergolong sedang (18‒33%), sedangkan kayu pisang putih
tergolong tinggi (>33%). Dalam aplikasi di industri pulp dan kertas, kadar lignin klason dapat
digunakan untuk memprediksi sifat pulp yang dihasilkan dan konsumsi alkali selama proses
pulping. Pari dan Saepuloh (2000) menyatakan bahwa kadar lignin klason <25% akan
menghasilkan pulp dengan warna kuning, sedangkan >25% akan menghasilkan pulp dengan warna
coklat hitam.
3.1.6. Holoselulosa, alphaselulosa dan hemiselulosa
Holoselulosa merupakan fraksi total dari karbohidrat, yang terdiri dari selulosa dan
hemiselulosa, yang dihasilkan setelah lignin dihilangkan dari kayu (Astuti et al. 2018). Kadar
holoselulosa pada ketiga jenis kayu dari yang terendah hingga tertinggi berturut-turut adalah
76,16% untuk kayu pisang putih, 77,57% untuk kayu nyatoh, dan 80,81% untuk kayu sepetir.
Analisis t-student dengan selang kepercayaan 99% juga menunjukkan bahwa kadar holoselulosa
berbeda sangat nyata pada masing-masing jenis kayu (Tabel 2). Kadar holoselulosa yang
diperoleh hampir sama dengan yang terdapat pada A. mangium (Yahya et al. 2010), namun lebih
rendah dibanding E. globulus (Ona et al. 1998). Dalam aplikasi di industri pulp dan kertas,
tingginya kandungan holoselulosa sangat diharapkan karena akan menghasilkan rendemen pulp
yang tinggi (Yahya et al. 2010).

169

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Kemurnian selulosa biasa dinyatakan sebagai persentase alphaselulosa. Kadar alphaselulosa
pada ketiga jenis kayu dari yang terendah hingga tertinggi berturut-turut adalah 56,46% untuk
kayu sepetir, 58,16% untuk kayu nyatoh, dan 60,24% untuk kayu pisang putih. Analisis t-student
dengan selang kepercayaan 99% menunjukkan bahwa kadar alphaselulosa berbeda sangat nyata
pada masing-masing jenis kayu (Tabel 2). Kadar alphaselulosa yang diperoleh lebih tinggi
dibanding pada A. mangium dan E. globulus (Ona et al. 1998; Yahya et al. 2010). Besarnya nilai
alphaselulosa diperlukan dalam pembuatan kertas saring “whatman”, selulosa nitrit, karboksil
metil selulosa dan selulosa xantat (Fengel dan Wegener 1995).
Hemiselulosa merupakan polimer amorf yang berasosiasi dengan selulosa dan lignin.
Hemiselulosa pada umumnya mudah mengalami depolimerisasi atau terhidrolisis oleh asam dan
basa serta mudah larut dalam air. Kadar hemiselulosa pada ketiga jenis kayu dari yang terendah
hingga tertinggi berturut-turut adalah 15,92% untuk kayu pisang putih, 19,43% untuk kayu nyatoh,
dan 24,36% untuk kayu sepetir. Analisis t-student dengan selang kepercayaan 99% menyatakan
bahwa kadar hemiselulosa berbeda sangat nyata pada masing-masing jenis kayu (Tabel 2). Kadar
hemiselulosa yang diperoleh lebih rendah dibanding kadar hemiselulosa kayu E. globulus (Ona et
al. 1998) dan A. mangium (Karlinasari et al. 2010). Dalam aplikasinya di industri pulp dan kertas,
banyaknya hemiselulosa akan membantu terjadinya ikatan antar serat sehingga memudahkan
terbentuknya sifat hidrofilik dari pulp yang dihasilkan (Stephenson 1951).
3.2. Hubungan antara Sifat Kimia dan Sifat Mekanis pada Ketiga Jenis Kayu
Rata-rata hasil pengujian sifat mekanis ketiga jenis kayu disajikan pada Tabel 3.
Berdasarkan analisis t-student pada selang kepercayaan 99%, jenis kayu berpengaruh sangat nyata
terhadap nilai MOE, MOR, keteguhan tekan sejajar serat, dan kekerasan kayu (Tabel 3).
Tabel 3. Nilai sifat mekanis ketiga jenis kayu
Jenis kayu
Nyatoh
Pisang Putih
MOE (kg/cm2)
72.266 ± 9.107
78.386 ± 11.664
MOR (kg/cm2)
505 ± 102
520 ± 50
Tekan // serat (kg/cm2)
304 ± 65
292 ± 22
Kekerasan radial (kg/cm2)
262 ± 29
176 ± 23
Kekerasan tangensial (kg/cm2)
308 ± 79
270 ± 95
Kadar air (%)
14,55 ± 2,43
14,92 ± 3,16
Keterangan: ns = tidak signifikan dan ** = signifikan pada level 1%.
Parameter

Sepetir
53.964 ± 10.479
406 ± 57
228 ± 92
181 ± 49
216 ± 98
15,10 ± 3,44

Signifikansi
antar-jenis
0,00**
0,00**
0,00**
0,00**
0,00**
0,07ns

3.2.1. MOE dan MOR
Rata-rata nilai MOE dan MOR yang diperoleh untuk ketiga jenis kayu dari yang terendah
hingga tertinggi berturut-turut adalah 53.963 dan 406 kg/cm2 untuk kayu sepetir, 72.265 dan 505
kg/cm2 untuk kayu nyatoh, dan 78.386 dan 520 kg/cm2 untuk kayu pisang putih (Tabel 3).
Berdasarkan tabel kelas kuat kayu (Seng 1990), nilai MOE kayu sepetir termasuk kelas kuat V,
sedangkan untuk kayu nyatoh dan pisang putih masuk kelas kuat IV. Nilai MOR pada ketiga jenis
kayu termasuk ke dalam kelas kuat IV. Nilai MOE dan MOR ketiga jenis kayu tersebut lebih kecil
dibanding kayu karet masing-masingnya 52.759‒107.187 kg/cm2 dan 649‒900 kg/cm2 (Sipahutar
et al. 2015), serta kayu A. mangium masing-masing 104.189‒118.693 kg/cm2 dan 725‒942 kg/cm2
(Ginoga 1997).

170

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Sifat mekanis kayu terutama MOE dan MOR dipengaruhi oleh jumlah dan jenis komponen
kimia, serta kerapatan kayu. Menurut Zhang et al. (2013), MOE dan MOR berkorelasi positif
dengan jumlah lignin. Hal tersebut sesuai dengan hasil yang diperoleh. Kadar lignin yang tinggi
pada kayu nyatoh dan pisang putih menyebabkan tingginya nilai MOE dan MORnya dibandingkan
kayu sepetir. Lignin berkontribusi terhadap sifat kekakuan dinding sel dan kohesi antar jaringan
penyusun kayu, serta berpengaruh kuat terhadap sifat mekanis kayu terutama pada arah tranversal
(Longui et al. 2012). Kerapatan kayu yang tinggi pada kayu tersebut (Augustina 2019)
mengindikasikan kandungan alphaselulosanya juga tinggi (Tabel 2) sehingga cenderung akan
menghasilkan nilai MOE dan MOR yang tinggi pula. Baharoǧlu et al. (2013) menambahkan bahwa
tingginya kandungan selulosa dan lignin terbukti mampu meningkatkan sifat mekanis, terutama
MOE dan MOR pada panel kayu. Kiaei dan Samariha (2011) menyatakan terdapat hubungan linier
antara MOR dengan kerapatan, sedangkan MOE memiliki hubungan yang lemah atau sedikit linier
bahkan terkadang tidak signifikan dengan kerapatan. Di sisi lain, variasi komponen kimia juga
berpengaruh terhadap sifat mekanis pada produk komposit (end-use). Baharoǧlu et al. (2013)
menyatakan bahwa tingginya nilai kelarutan dalam etanol-benzena maupun dalam NaOH
menyebabkan rendahnya sifat mekanis akibat terputusnya ikatan perekat. Selain itu, rendahnya pH
juga berakibat pada menurunnya sifat mekanis produk komposit akibat pre-curing perekat UF
yang terjadi sebelum proses kempa. Ketika pre-curing terjadi, lapisan perekat pada papan akan
menjadi lemah, terkelupas, hingga akhirnya rusak (Baharoǧlu et al. 2013). Fenomena tersebut
mengindikasikan bahwa kayu nyatoh dan pisang putih lebih cocok diaplikasikan sebagai produk
komposit dibanding kayu sepetir.

Gambar 3. Bentuk kerusakan setelah pengujian MOR berupa brash tension pada kayu sepetir.
Setelah pengujian MOE, biasanya akan terbentuk lengkungan pada permukaan sampel yang
terkena tekanan, kemudian apabila beban dilanjutkan hingga sampel patah atau rusak (uji MOR)
maka akan terbentuk kerusakan yang bentuknya berbeda tergantung jenis kayu. Bentuk kerusakan
pada penelitian ini didominasi oleh brash tension (berupa patahan melintang hingga bergelombang
pada bagian yang terkena tekanan) dan cross grain tension (berupa patahan yang memanjang
searah serat) (Gambar 3). Yoshihara dan Kawasaki (2006) menyatakan bahwa bentuk kerusakan
dipengaruhi oleh interaksi antara tegangan tekan dan geser. Umumnya tegangan geser yang lebih
mendominasi dibanding tegangan tekan. Mereka menambahkan bahwa arah kerusakan akan
dengan mudah berubah seiring berubahnya tegangan saat kerusakan awal terjadi.

171

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

3.2.2. Tekan sejajar serat
Nilai keteguhan tekan sejajar serat yang diperoleh untuk ketiga jenis kayu dari mulai dari
yang terendah hingga tertinggi adalah 228 kg/cm2 untuk kayu sepetir, 292 kg/cm2 untuk kayu
pisang putih, dan 304 kg/cm2 untuk kayu nyatoh. Nilai-nilai tersebut termasuk ke dalam kelas kuat
IV (Seng 1990). Nilai keteguhan tekan sejajar serat pada ketiga jenis kayu lebih tinggi dibanding
kekuatan tekan kayu karet yang berkisar 80‒138 kg/cm2 (Sipahutar et al. 2015), akan tetapi lebih
rendah dibanding yang terdapat pada kayu A. mangium yang berkisar 416‒441 kg/cm2 (Ginoga
1997). Menurut Chowdhury et al. (2012), nilai keteguhan tekan sejajar serat dipengaruhi oleh
kerapatan masing-masing jenis. Kayu nyatoh memiliki kerapatan yang lebih tinggi (Augustina
2019) sehingga menghasilkan nilai kekuatan tekan sejajar serat yang tinggi pula. Nilai tekan sejajar
serat secara signifikan berkorelasi negatif dengan diameter fiber dan sel pembuluh, namun
berkorelasi positif dengan tebal dinding pembuluh (Chowdhury et al. 2012). Diameter sel
pembuluh yang lebih sempit pada kayu nyatoh (Augustina 2019) mengindikasikan porsi dinding
sel dan jumlah selulosa yang lebih banyak (Tabel 2), serta kerapatan yang lebih tinggi (Augustina
2019) sehingga kayu cenderung lebih padat. Bentuk kerusakan yang terjadi setelah pengujian
antara lain crushing dan brooming atau end rolling (Gambar 4).

(a)
(b)
(c)
Gambar 4. Bentuk kerusakan setelah pengujian tekan sejajar serat pada ketiga jenis kayu, (a)
kayu nyatoh, (b) pisang putih, dan (c) sepetir.
3.2.3. Kekerasan
Kekerasan merupakan salah satu indikator kekuatan kayu. Rata-rata nilai kekerasan bidang
radial dan tangensial yang diperoleh untuk ketiga jenis kayu berturut-turut adalah 181 dan 216
kg/cm2 untuk kayu sepetir, 176 dan 270 kg/cm2 untuk kayu pisang putih, serta 262 dan 308 kg/cm2
untuk kayu nyatoh. Nilai yang diperoleh pada ketiga jenis kayu lebih tinggi dibanding yang
terdapat pada kayu karet yang berkisar 13‒18 kg/cm2 (Sipahutar et al. 2015). Akan tetapi,
kekerasan radial kayu sepetir dan pisang putih lebih rendah dibanding A. mangium (218 kg/cm2)
dan A. auriculiformis (393 kg/cm2), sedangkan kayu nyatoh lebih tinggi dibanding A. mangium
namun lebih rendah dibanding A. auriculiformis. Nilai kekerasan tangensial kayu sepetir lebih
rendah dibanding A. mangium (243 kg/cm2) dan A. auriculiformis (431 kg/cm2), sedangkan kayu
pisang putih dan nyatoh lebih tinggi dibanding A. mangium tetapi lebih rendah dibanding A.
auriculiformis (Shanavas dan Kumar 2006). Berdasarkan Tabel 3 terlihat bahwa nilai kekerasan
tangensial lebih besar dibanding kekerasan radialnya. Hasil serupa diperoleh Shanavas dan Kumar
(2006) yang menggunakan kayu A. auriculiformis, A. mangium, dan G. robusta. Besarnya nilai
kekerasan bidang tangensial akibat adanya pengaruh sel jari-jari yang memiliki fungsi sebagai
penahan (Peng et al. 2016).

172

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Secara umum kekerasan kayu juga berkorelasi negatif terhadap diameter pembuluh (Ali
2011) namun berkorelasi positif dengan tebal dinding sel (Chowdhury et al. 2012). Peng et al.
(2016) dan Green et al. (2006) menambahkan bahwa terdapat korelasi positif yang kuat antara
kerapatan dan berat jenis dengan nilai kekerasan. Diameter pembuluh yang lebih sempit pada kayu
nyatoh (Augustina 2019) menyebabkan tingginya nilai kekerasan. Diameter pembuluh yang
sempit tersebut mengindikasikan porsi dinding sel dan jumlah selulosa yang lebih banyak serta
kerapatan yang lebih tinggi sehingga kayu cenderung lebih padat. Kayu yang lebih padat akan
menghasilkan permukaan yang mulus saat terbenam bola baja (Gambar 5). Hal tersebut sesuai
dengan hasil yang diperoleh kecuali pada nilai kekerasan bidang radial untuk kayu pisang putih.
Fenomena tersebut diduga ada kaitannya dengan keberadaan sel jari-jari tipe multiseriate pada
kayu pisang putih yang mampu menahan deformasi selama proses pengujian (Augustina 2019).

(a)
(b)
(c)
Gambar 5. Bentuk kerusakan setelah pengujian kekerasan pada ketiga jenis kayu, (a) kayu
nyatoh, (b) pisang putih, (c) sepetir.
3.3. Hubungan antara Sifat Kimia dan Keawetan Alami pada Ketiga Jenis Kayu
Penilaian sifat keawetan alami kayu yang diuji secara uji kubur (grave yard test) didekati
dengan kehilangan berat dan persen kerusakan contoh uji. Nilai kehilangan berat dari ketiga jenis
kayu dari yang terendah hingga tertinggi berturut-turut yaitu 32,70% untuk kayu sepetir, 38,00%
untuk kayu pisang putih, dan 47,17% untuk kayu nyatoh; sedangkan persen kerusakannya untuk
ketiga jenis kayu yang diteliti berkisar 84‒100% (Tabel 4). Analisis t-student dengan selang
kepercayaan 99% menyatakan bahwa kehilangan berat dan persen kerusakan berbeda sangat nyata
pada masing-masing jenis kayu (Tabel 4).
Tabel 4. Nilai kehilangan berat dan kerusakan ketiga jenis kayu.
Parameter

Nyatoh
Kehilangan berat (%)
47,17 ± 13,34
Kerusakan (%)
84%
Keterangan: ** = signifikan pada level 1%.

Jenis kayu
Pisang putih
38,00 ± 6,48
100%

Sepetir
32,70 ± 19,88
84%

Signifikansi
antar-jenis
0,00**
0,00**

Berdasarkan Tabel 4, kayu nyatoh memiliki nilai kehilangan berat yang paling tinggi
dibanding jenis lainnya. Walaupun kayu nyatoh memiliki berat jenis dan kerapatan yang lebih
tinggi (Augustina 2019), namun tidak menjamin keawetan alaminya akan lebih baik. Hal ini terjadi
karena kayu nyatoh memiliki kandungan alphaselulosa yang lebih banyak (58,15%) serta
kandungan lignin yang lebih sedikit (32,75%). Keawetan alami kayu dipengaruhi oleh kandungan
selulosa, lignin serta total senyawa fenolik dalam kayu. Menurut Shanbhag dan Sundararaj (2013),
selulosa berkorelasi positif, sedangkan lignin dan total senyawa fenolik berkorelasi negatif

173

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

terhadap sifat keawetan kayu. Semakin tinggi kandungan selulosa mengindikasikan bahwa
semakin banyak pula sumber makanan bagi organisme perusak kayu sehingga akan semakin besar
kerusakan yang dihasilkan. Sedangkan lignin dan senyawa fenolik berperan sebagai agen penahan
terhadap serangan organisme perusak kayu. Rendahnya nilai tersebut menyebabkan tingginya
kerusakan yang dihasilkan oleh organisme perusak kayu.

(a)
(b)
(c)
Gambar 6. Sampel uji kubur ketiga jenis kayu setelah pengamatan selama 3 bulan: (a) kayu
nyatoh, (b), pisang putih, (c) sepetir.
Meskipun kayu sepetir memiliki kandungan lignin yang rendah (21,78%), namun kandungan
ekstraktifnya tergolong paling tinggi. Berdasarkan hasil pengujian diketahui bahwa kadar
ekstraktif terlarut air panas dan dingin serta NaOH 1% kayu nyatoh 1,31, 2,08, dan 13,21%; pada
kayu pisang putih 2,25, 2,48, dan 5,42%; sedangkan pada kayu sepetir adalah 6,17, 6,99%, dan
19,39%. Hal tersebut berpengaruh terhadap rendahnya nilai kehilangan berat pada kayu sepetir.
Zat ekstraktif juga mempengaruhi warna, bau, rasa, ketahanan kayu terhadap organisme
perusak, kerapatan, higroskopisitas, dan reaksi keterbakaran (Owoyemi dan Olaniran 2014). Sifat
keawetan alami kayu ditentukan oleh jumlah dan jenis ekstraktif yang bersifat racun yang nilainya
bervariasi menurut jenis kayu, umur pohon, dan posisi dalam batang (Nandika et al. 1996).
Semakin tinggi kadar ekstraktif maka akan memberikan sifat ketahanan terhadap organisme
perusak yang lebih baik pula (Herliyana et al. 2013). Walaupun demikian, nilai kehilangan berat
tersebut masih lebih besar dibanding kayu jati unggul berumur 4 dan 5 tahun yang juga diuji secara
grave yard test yaitu berkisar 20‒23% (Wahyudi et al. 2014).
Persentase kerusakan yang terjadi pada ketiga jenis kayu dapat diamati dengan jelas pada
Gambar 6. Berdasarkan ASTM D 1758-06, ketiga jenis kayu dikategorikan ke dalam nilai
keawetan ‘0’ yang mengindikasikan lebih dari 75% penampang lintang sampel uji mengalami
kerusakan atau mampu ditembus oleh organisme perusak (ASTM 2006). Hasil pengamatan juga
menunjukkan bahwa bentuk kerusakan yang terjadi pada masing-masing jenis bervarisi yaitu
mulai dari serangan ringan berupa bekas gigitan rayap dan liang yang tidak begitu lebar dan dalam,
hingga lebih dari setengah atau dua pertiga dari panjang sampel uji habis dimakan (parah).

174

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 123-140

4. Kesimpulan
Dari segi karakteristik kimia kayu, hasil penelitian menunjukkan pH ketiga jenis kayu
tergolong asam sedang hingga asam lemah. Kandungan esktraktif larut air panas, air dingin dan
NaOH yang tertinggi terdapat pada kayu sepetir, sedangkan kelarutan dalam etanol-benzena yang
tertinggi terdapat pada kayu nyatoh. Kadar abu dari ketiga jenis kayu termasuk kategori sedang.
Kadar lignin klason kayu sepetir dan nyatoh tergolong sedang, sedangkan pada kayu pisang putih
tergolong tinggi. Kadar holoselulosa dan hemiselulosa kayu sepetir lebih tinggi dibanding jenis
lainnya, sedangkan kadar alphaselulosanya lebih rendah. Dari segi sifat mekanis, nilai MOE ketiga
jenis kayu termasuk kelas kuat IV‒V, sedangkan nilai MOR dan keteguhan tekan sejajar seratnya
masuk kelas kuat IV. Kayu nyatoh memiliki nilai kekerasan yang lebih tinggi dari jenis lainnya.
Dari segi keawetan alami, ketiga jenis kayu tergolong tidak awet dengan nilai kehilangan berat
sebesar 32,70‒47,17% dan persen kerusakan 84‒100%. Sifat mekanis lebih banyak ditentukan
oleh komponen kimia mayornya (selulosa, hemiselulosa dan lignin), sedangkan keawetan alami
dipengaruhi oleh komponen minornya (ekstraktif dan material organik lain).
Sanwacana
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI)
atas bantuan biaya penelitian yang diberikan melalui skema PMDSU Batch II.
Daftar Pustaka
Ali, A.C. 2011. Physical-Mechanical Properties and Natural Durability of Lesser Used Wood
Species from Mozambique [Thesis]. Swedish University of Agriculture Sciences, Uppsala
(SWE).
ASTM. 2006. Standard Test Method of Evaluating Wood Preservatives by Field Tests with Stakes.
ASTM D 1758 – 06. West Conshohocken (USA): American Society for Testing and
Materials (ASTM) International.
ASTM. 2007. Standard Test Method for Ethanol-Toluene Solubility of Wood. ASTM D 1107 ‒ 96.
West Conshohocken (USA): American Society for Testing and Materials (ASTM)
International.
Astuti, S., Yahya, R., and Sundaryono, A. 2018. Analisis Kadar Komponen Kimia Pelepah Sawit
Varietas Dura sebagai Bahan Baku Pulp yang Diterapkan pada Pembelajaran Kimia.
PENDIPA Journal of Science Education 2(1): 69–75. DOI: 10.33369/pendipa.2.1.69-75
Augustina, S. 2019. Sifat Dasar Tiga Jenis Kayu Lesser-Used Species dan Peningkatan Mutunya
Melalui Teknik Densifikasi [Tesis]. IPB University, Bogor (ID).
Baharoǧlu, M., Nemli, G., Sari, B., Birtürk, T., and Bardak, S. 2013. Effects of Anatomical and
Chemical Properties of Wood on the Quality of Particleboard. Composites Part B:
Engineering 52: 282–285. DOI: 10.1016/j.compositesb.2013.04.009
Bowyer, J.L., Shmulsky, R., and Haygreen, J.G. 2003. Hasil Hutan dan Ilmu Kayu Suatu
Pengantar, Terjemahan [Third Edition]. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta (ID).
Browning, B.L. 1967. Methods of Wood Chemistry. Vol. 1. Interscience Publ, New York (US).
BSI. 1957. Methods of Testing Small Clear Specimens of Timber. BS 373:1957. London (UK):
British Standard Institute.
Chowdhury, M.Q., Ishiguri, F., Hiraiwa, T., Matsumoto, K., Takashima, Y., Iizuka, K., Yokota,
175

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

S., and Yoshizawa, N. 2012. Variation in Anatomical Properties and Correlations with Wood
Density and Compressive Strength in Casuarina equisetifolia Growing in Bangladesh.
Australian Forestry 75(2): 95–99. DOI: 10.1080/00049158.2012.10676390
Darmawan, W., Rahayu, I., Nandika, D., and Marchal, R. 2012. The Importance of Extractives
and Abrasives in Wood Materials on The Wearing of Cutting Tools. Bioresources 7(4):
4715‒4729. DOI: 10.15376/BIORES.7.4.4715-4729
Fengel, D., and Wegener, D. 1995. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-Reaksi. Gajah Mada
University Press, Yogyakarta (ID).
Ginoga, B. 1997. Beberapa Sifat Kayu Mangium (Acacia mangium Willd.) pada Beberapa Tingkat
Umur. Buletin Penelitian Hasil Hutan 15(2): 132‒149. DOI: 10.20886/jphh.1997.15.2.132149
Green, D.W., Begel, M., and Nelson, W. 2006. Janka Hardness using Nonstandard Specimens.
USDA Forest Products Laboratory, Research Note FPL-RN-0303.
Hastuti, N., Efiyanti, L., Pari, G., and Setiawan, D. 2017. Komponen Kimia dan Potensi
Penggunaan Lima Jenis Kayu Asal Jawa Barat Kurang Dikenal. Jurnal Peneliti Hasil Hutan
35(1): 15–27. DOI: 10.20886/jphh.2017.35.1.15-27
Herliyana, E. N., Tsunoda, K., Hadi, Y. S., and Natalia, D. A. 2013. Pleurotus Ostreatus for
Durability Test of Rubber and Sengon Woods using Indonesian National Standard and
Japanese Standard Methods. 7(2): 651–656. DOI: 10.5281/zenodo.1083049
Hernández, V. 2013. Radiata Pine pH And Buffering Capacity: Effect of Age and Location in The
Stem. Maderas: Ciencia y Tecnologia 15(1): 73–78. DOI: 10.4067/S0718221X2013005000007
Johns, W. E., and Niazi, K. A. 1980. Effect of pH and Buffering Capacity of Wood on The Relation
Time of Urea Formaldehyde Resin. Wood and Fiber Science 12(4): 255–263.
Karlinasari, L., Nawawi, D., and Widyani, M. 2010. Kajian Sifat Anatomi dan Kimia Kayu
Kaitannya dengan Sifat Akustik Kayu. Jurnal Ilmu-Ilmu Hayati dan Fisik 12(3): 110–116.
Kiaei, M., and Samariha, A. 2011. Fiber Dimensions, Physical and Mechanical Properties of Five
Important Hardwood Plants. Indian Journal of Science and Technology 4(11): 1460–1463.
DOI: 10.17485/ijst/2011/v4i11/30270
Lhate, I. 2011. Chemical Composition and Machinability of Selected Wood Species From
Mozambique. [Thesis]. Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala (SE).
Longui, E.L., Bremaud, I., da Silva, Jr. F.G., Lombardi, D.R., and Alves, E.S. 2012. Relationship
among Extractives, Lignin and Holocellulose Contents with Performance Index of Seven
Wood Species Used for Bows of String Instruments. IAWA 33(2) 141‒149. DOI:
10.1163/22941932-90000085
Masendra, Ashitani, T., Takahashi, K., Susanto, M., and Lukmandaru, G. 2019. Hydrophilic
Extracts of The Bark from Six Pinus Species. Journal of the Korean Wood Science and
Technology 47(1): 80–89. DOI: 10.5658/WOOD.2019.47.1.80
Nandika, D., Soenaryo., and Saragih, A. 1996. Kayu dan Pengawetan Kayu. Dinas Kehutanan
DKI Jakarta, Jakarta (ID).
Ona, T., Sonoda, T., Ito, K., and Shibata, M. 1998. Relations Between Various Extracted Basic
Densities and Wood Chemical Components in Eucalyptus globulus. Journal of Wood
Science 44(3): 165–168. DOI: 10.1007/BF00521958
Owoyemi J.M., and Olaniran, S.O. 2014. Natural Resistance of Ten Selected Nigerian Wood
Species to Subterranean Termite’s Attack. International Journal of Biological Sciences and
176

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Applications 1(2): 35–39.
Pari, G., and Saepuloh. 2000. Analisis Komponen Kimia Kayu Mangium pada Beberapa Macam
Umur Asal Riau. Buletin Penelitian Hasil Hutan 17(3): 140‒148. DOI:
10.20886/jphh.2000.17.3.140-148
Peng, H., Jiang, J., Zhan, T., and Lu, J. 2016. Influence of Density and Equilibrium Moisture
Content on The Hardness Anisotropy of Wood. Forest Products Journal 66(7–8): 443–452.
DOI: 10.13073/FPJ-D-15-00072
Rowell, R.M., Pettersen, R., Han, J.S., Jeffrey, S., Rowell., and Tshabalala, M.A. 2005. Cell wall
chemistry. in: Rowell RM, ed. Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites hlm 35‒
74.: FPL, Madison (US).
Sadeghifar, H., Veisi, R., Einollahi, Y., Seifollahi, J., and Ebadi, A.G. 2010. pH, Conductivity and
Buffer Capacity of Six Iranian Wood Species. Asian Journal of Chemistry 22(2): 1615–1618.
Saka, S. 1991. Chemical composition and distribution. in: Hon DNS, Shiraishi N, ed. Wood and
Cellulosic Chemistry hlm 59–88. Marcel Dekker Inc, New York (US).
Seng, O.D. 1990. Berat Jenis dari Jenis-jenis Kayu Indonesia dan Pengertian Beratnya Kayu
untuk Keperluan Praktek. Pengumuman No.13. Lembaga Penelitian Hasil Hutan, Bogor
(ID).
Shanavas, A., and Kumar, B.M. 2006. Physical and Mechanical Properties of Three Agroforestry
Tree Species from Kerala, India. Journal of Tropical Agriculture 44(1-2): 23–30.
Shanbhag, R.R., and Sundararaj, R. 2013. Physical and Chemical Properties of Some Imported
Woods and Their Degradation by Termites. Journal of Insect Science 13(63):1-8. DOI:
10.1673/031.013.6301
Sipahutar, R.H., Sucipto, T., and Iswanto, A.H. 2015. Sifat Fisis dan Mekanis Kayu Karet (Hevea
brasiliensis MUELL Arg) Bekas Sadapan dan Kayu Karet tanpa Sadapan. Peronema
Forestry Science Journal 4(1): 95–101.
Stamm, A.J. 1964. Measurement of pH. Para. 10.1. Selective Adsorption from Solutions. Chapter
10. Wood and Cellulose Science. The Ronald Press Company, NY (US).
Stenius, P. 2000. Papermaking Science and Technology: Forest Products Chemistry. Book 3.
Forest products chemistry, Helsinki (FI).
Stephenson, J. 1951. Pulp and Paper Manufacture; Preparation of Stack for Making Paper. Mc
Grow Hill Book Companny Inc, NewYork (US).
TAPPI. 1999a. T-203 Alpha-, Beta-, Gamma-cellulose in Pulp. Atlanta (US): Technical
Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) Press.
TAPPI. 1999b. T-207 Water Solubility of Wood and Pulp. Atlanta (US): Technical Association of
the Pulp and Paper Industry (TAPPI) Press.
TAPPI. 2002a. T-212 One Percent Sodium Hydroxide Solubility of Wood and Pulp. Atlanta (US):
Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) Press.
TAPPI. 2002b. T-222 Acid Insoluble Lignin in Wood and Pulp. Atlanta (US): Technical
Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) Press.
Wahyudi, I., Priadi, T., and Rahayu, I. S. 2014. Karakteristik dan Sifat-Sifat Dasar Kayu Jati
Unggul Umur 4 dan 5 Tahun Asal Jawa Barat. Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia 19(1): 50–
56.
Winandy, J.E. 1994. Wood Properties. in: Arntzen, Charles J, ed. Encyclopedia of Agricultural
Science hlm 549‒56. Academic Press, Orlando (FL).
Winandy, J.E., and Rowell, R.M. 1984. The Chemistry of Wood Strength. in: Rowell RM, editor,
177

Augustina et al. (2021)

Jurnal Sylva Lestari 9(1): 161-178

Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites hlm 303‒347. FPL, Madison (US).
Yahya, R., Sugiyama, J., Silsia, D., and Gril, J. 2010. Some Anatomical Features of An Acacia
hybrid, A. mangium and A. auriculiformis Grown in Indonesia with Regard to Pulp Yield
and Paper Strength. Journal of Tropical Forest Science 22(3): 343–351.
Yoshihara, H., and Kawasaki, T. 2006. Failure Behavior of Spruce Wood Under Bending-Shear
Combined Stress Field. Journal of Materials in Civil Engineering 18(1): 93–98. DOI:
10.1061/(ASCE)0899-1561(2006)18:1(93)
Zhang, S.Y., Fei, B.H., Yu, Y., Cheng, H.T., and Wang, C.G. 2013. Effect of the Amount of Lignin
on Tensile Properties of Single Wood Fibers. Forest Science and Practice 15(1): 56–60.
DOI: 10.1007/s11632-013-0106-0

178