Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro Ransum Berbasis Jerami Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat atau Cair.
FERMENTABILITAS DAN KECERNAAN in vitro RANSUM
BERBASIS JERAMI PADI DAN KONSENTRAT
YANG DISUPLEMENTASI DENGAN
PROBIOTIK PADAT ATAU CAIR
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fermentabilitas dan
Kecernaan in vitro Ransum Berbasis Jerami Padi dan Konsentrat yang
Disuplementasi dengan Probiotik Padat atau Cair adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2013
Muhammad Ichsan Almai
NIM D24090133
ABSTRAK
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI. Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro
Ransum Berbasis Jerami Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan
Probiotik Padat atau Cair. Dibimbing oleh ANITA S. TJAKRADIDJAJA dan
JAJAT JACHJA.
Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat efek optimalisasi ransum
berbasis jerami padi dan konsentrat peternak yang diberi suplemen probiotik padat
atau cair terhadap fermentasi dan kecernaan in vitro. Penelitian ini terdiri atas dua
faktor, yaitu Faktor A : pemberian ransum dengan rasio 60:40% antara jerami padi
(JP) dan konsentrat (isokalori, TDN 60%); A1 = JP + konsentrat kontrol (10%
PK), A2 = JP + konsentrat optimal (12% PK), A3 = JP + konsentrat suboptimal
(14% PK). Faktor B : perlakuan probiotik; B1 = tanpa probiotik (0%), B2 =
probiotik padat (0.25% b/b), B3 = probiotik cair (0.10% v/b). Rancangan
percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) pola faktorial 3 x 3 (4
ulangan). Konsentrasi amonia dan VFA total serta kecernaan dipengaruhi oleh
suplementasi probiotik; sedangkan populasi bakteri dipengaruhi oleh perlakuan
pakan dan suplementasi probiotik, namun perlakuan ini tidak menghasilkan efek
signifikan terhadap populasi protozoa dan sintesis protein mikroba. Ransum A3
merupakan perlakuan pakan yang terbaik. Hasil uji ortogonal kontras
menunjukkan bahwa pemberian probiotik cair (B3) adalah perlakuan yang
optimal.
Kata kunci: in vitro, konsentrat, probiotik cair, probiotik padat, taraf protein
ABSTRACT
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI. In vitro Fermentability and Digestibility of
Rice Straw Based Diet and Concentrate Supplemented with Solid or Liquid
Probiotics. Supervised by ANITA S. TJAKRADIDJAJA and JAJAT JACHJA.
This study was aimed at examining effects of rice straw-based feed and
concentrate supplemented with solid or liquid probiotic on in vitro fermentation
and digestibility. This study consisted of two factors; Factor A : feed treatment
with a ratio 60:40% of a mixture of rice straw (RS) and concentrate; A1 = RS +
control concentrate (10% CP), A2 = RS + optimal concentrate (12% CP), A3 =
RS + suboptimal concentrate (14% CP). Factor B : probiotic treatment; B1 =
without probiotic (0%), B2 = solid probiotic (0.25% b/b), B3 = liquid probiotic
(0.10% v/b). A factorial randomized block design (RBD) 3 x 3 (4 replications)
was applied. The result showed that ammonia and total VFA concentrations and
digestibility were influenced by probiotic supplementation whereas bacterial
populations were affected by feed treatments and probiotic supplementation;
however, these treatments did not significantly affect protozoal populations and
microbial protein synthesis. A3 is the best feed treatment that can be used, and
liquid probitic supplementation (B3) is the optimal treatment.
Keywords: concentrate, in vitro, liquid probiotic, protein level, solid probiotic
FERMENTABILITAS DAN KECERNAAN in vitro RANSUM
BERBASIS JERAMI PADI DAN KONSENTRAT
YANG DISUPLEMENTASI DENGAN
PROBIOTIK PADAT ATAU CAIR
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Peternakan
pada
Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi: Fennentabilitas dan Kecemaan in vitro Ransum Berbasis Jerami
Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat
atau Cair
: Muhammad Ichsan Almai
Nama
: D24090133
NIM
Disetujui oleh
Ir
ｾａｾ ＠
ｾ
ｔｪ｡ｫｲ､ｩＬ＠
MRurSc
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
20
2,]13
Dr Ir Jajat Jachja, MAgrSc
Pembimbing II
Judul Skripsi : Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro Ransum Berbasis Jerami
Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat
atau Cair
Nama
: Muhammad Ichsan Almai
NIM
: D24090133
Disetujui oleh
Ir Anita S Tjakradidjaja, MRurSc
Pembimbing I
Dr Ir Jajat Jachja, MAgrSc
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Panca Dewi MHKS, MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penulis menyusun
skripsi yang berjudul Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro Ransum Berbasis
Jerami Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat atau
Cair berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan sejak Januari sampai dengan
Agustus 2013.
Peternakan sapi di Indonesia mempunyai banyak permasalahan dari segi
nutrisi pakan, seperti defisiensi dan ketidakseimbangan nutrien pada ransum. Hal
ini yang mendasari penulis untuk melakukan penelitian tentang probiotik sebagai
salah satu alternatif guna memperbaiki nutrisi dan kecernaan pakan. Penelitian ini
bertujuan untuk melihat efek optimalisasi ransum berbasis jerami padi dan
konsentrat peternak yang diberi suplemen probiotik padat atau cair terhadap
fermentasi dan kecernaan in vitro.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh
karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi perbaikan di
masa mendatang. Penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat memberikan
informasi, wawasan maupun sesuatu yang bermanfaat bagi pihak-pihak yang
membutuhkan dan semoga kekurangan yang terdapat pada tulisan ini dapat
diperbaiki dalam tulisan selanjutnya.
Bogor, November 2013
Muhammad Ichsan Almai
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE PENELITIAN
Alat
Bahan
Waktu dan Lokasi Penelitian
Prosedur Penelitian
Pengambilan cairan rumen
Pembuatan larutan McDougall
Pencernaan fermentatif
Pengukuran NH3
Pengukuran volatile fatty acid (VFA)
Perhitungan populasi bakteri total
Perhitungan populasi protozoa
Pengukuran sintesis protein mikroba
Pengukuran koefisien cerna bahan kering dan bahan organik
Peubah yang diamati
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Probiotik
Komposisi Ransum
Konsentrasi NH3
Konsentrasi Volatile Fatty Acid (VFA) Total
Bakteri Total
Populasi Protozoa Total
Sintesis Protein Mikroba
Kecernaan
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
UCAPAN TERIMA KASIH
x
x
10
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
5
5
6
6
6
6
7
9
10
11
12
13
13
15
15
15
15
22
22
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jenis dan jumlah mikroba dalam probiotik padat dan cair
Presentase penggunaan bahan pakan
Analisis proksimat ransum yang digunakan
Pengaruh perlakuan terhadap konsentrasi NH3
Pengaruh perlakuan terhadap rataan VFA total
Pengaruh perlakuan terhadap rataan populasi bakteri total
Pengaruh perlakuan terhadap rataan populasi protozoa total
Pengaruh perlakuan terhadap rataan sintesis protein mikroba
Rataan kecernaan bahan kering
Rataan kecernaan bahan organik
7
8
8
9
11
11
12
13
14
14
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Analisis ragam (ANOVA) terhadap konsentrasi amonia
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) terhadap konsentrasi VFA total
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) terhadap populasi protozoa total
Analisis ragam (ANOVA) terhadap populasi bakteri total
Uji ortogonal kontras perlakuan pakan
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) perlakuan terhadap sintesis protein
mikroba
Analisis ragam (ANOVA) perlakuan terhadap koefisien bahan kering
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) perlakuan terhadap koefisien bahan
organik
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
18
18
18
18
19
19
19
19
20
20
20
21
21
PENDAHULUAN
Konsumsi daging sapi di Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya.
Konsumsi daging sapi per kapita bangsa Indonesia mencapai 0.365 kg
(Kementerian Pertanian Republik Indonesia 2010). Indonesia dengan jumlah
penduduk 237 641 300 jiwa setidaknya memerlukan 86 740 ton daging sapi per
tahun (Badan Pusat Statistik 2010). Akan tetapi, laju peningkatan populasi sapi
potong belum mampu untuk memenuhi kebutuhan daging dalam negeri. Hal ini
merupakan faktor utama terjadinya impor sapi di Indonesia. Oleh karena itu,
diperlukan upaya dalam meningkatkan kualitas dan kuantitas daging dalam bentuk
sapi potong maupun karkas di Indonesia.
Permasalahan umum yang sering terjadi adalah ketersediaan dan kualitas
pakan dengan kontinuitas rendah, di lain sisi limbah pertanian seperti jerami padi
merupakan salah satu limbah pertanian yang potensial sebagai sumber energi yang
dapat dimanfaatkan oleh ternak ruminansia karena ketersediaannya yang
melimpah. Ketersediaan pakan yang harus selalu ada menjadi suatu pertimbangan
tersendiri dalam pemenuhan kebutuhan ternak baik dalam segi nutrien maupun
efektivitas pakan. Pemberian pakan hijauan pada ternak sapi potong saja tidak
memenuhi kebutuhan nutrien ternak sehingga diperlukan penambahan konsentrat.
Menurut Tillman et al. (1997), konsentrat merupakan suatu bahan makanan yang
digunakan bersama bahan makanan lain untuk meningkatkan keserasian gizi dari
keseluruhan makanan dan dimaksudkan untuk disatukan dan dicampur sebagai
pelengkap. Akan tetapi, kondisi konsentrat sapi potong di peternakan rakyat
belum memenuhi standar nutrisi untuk pertambahan bobot badan yang optimal.
Salah satu upaya perbaikan yang dapat dilakukan yaitu dengan penggunaan
probiotik. Probiotik merupakan feed additive (imbuhan pakan) yang mengandung
mikroorganisme hidup yang menguntungkan induk semang, dengan memperbaiki
keseimbangan mikroorganisme di dalam saluran pencernaan. Manfaat lain dari
probiotik yaitu mampu memperbaiki ekosistem rumen, meningkatkan efisiensi
pakan akibat meningkatnya populasi bakteri rumen selulolitik dan meningkatkan
status kesehatan ternak dengan terhambatnya bakteri patogen (FAO/WHO 2000).
Penggunaan probiotik juga merupakan upaya alternatif yang dilakukan karena
beberapa negara telah melakukan pelarangan penggunaan antibiotika sebagai
growth promotor dan kecenderungan terjadinya resistensi bakteri-bakteri patogen
terhadap antibiotik tertentu.
Evaluasi ransum secara biologis dapat dilakukan secara laboratorium (in
vitro dan in sacco) maupun menggunakan hewan percobaan (in vivo). Metode in
vitro menggambarkan model biologis yang menirukan proses pencernaan in vivo
dengan tingkat kompleksitas yang berbeda. Metode ini mempelajari respon ternak
ketika satu faktor bervariasi dan dikontrol tanpa interaksi dengan faktor lain yang
berhubungan, yang mungkin dapat menyembunyikan efek utama. Metode in vitro
digunakan juga sebagai alternatif untuk mempelajari proses individu dan
kepekaan individu tersebut terhadap variasi berbagai faktor (Lopez 2000). Lopez
(2000) menyatakan metode ini biasa digunakan untuk mengevaluasi pakan,
2
meneliti mekanisme fermentasi mikroba, dan mempelajari aksi terhadap faktor
antinutrisi, suplemen pakan, dan aditif.
Penelitian ini bertujuan untuk melihat efek optimalisasi ransum berbasis
jerami padi dan konsentrat peternak yang diberi suplemen probiotik padat atau
cair terhadap fermentasi dan kecernaan in vitro.
METODE PENELITIAN
Alat
Peralatan yang digunakan adalah seperangkat alat-alat percobaan fermentasi
dan kecernaan in vitro seperti timbangan digital, tabung fermentor, tutup karet
berventilasi, shaker waterbath, tabung gas CO2, cawan porselen, oven 105 oC,
tanur listrik 600 oC, kertas saring Whatman No 41, cawan Conway, labu
Erlenmeyer, alat-alat destilasi, alat-alat titrasi, plastik kemasan, label, counting
chamber, tabung Hungate, autoclave, sentrifuge.
Bahan
Bahan yang digunakan adalah cairan rumen segar sapi potong yang berasal
dari rumah potong hewan (RPH) di Bubulak, probiotik padat, probiotik cair,
larutan McDougall dengan pH 6.5 sampai 6.9, larutan pepsin HCl 0.2%, aquadest,
larutan HgCl2 jenuh, larutan Na2CO3 jenuh, larutan H2SO4 0.005 N, asam borat
berindikator merah metil dan hijau bromo kresol, larutan HCl 0.5N, larutan H2SO4
15%, larutan NaOH 0.5 N, larutan indikator Phenolphtalein 0.1% (PP), larutan
garam formalin (formal saline), media brain heart infusion (BHI), gas CO2,
trichloro acetic acid (TCA), dan sulfo salicylic acid (SSA).
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dimulai dari bulan Januari 2013 hingga Agustus 2013. Penelitian
dilaksanakan di Laboratorium Biokimia, Fisiologi dan Mikrobiologi, dan di
Laboratorium Nutrisi Ternak Perah, Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi
Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Prosedur Penelitian
Pengambilan cairan rumen
Cairan rumen diambil dari rumah potong hewan (RPH) Bubulak. Termos
diisi dengan air panas dengan suhu 39 ºC. Isi rumen diambil dan disaring dengan
menggunakan kain penyaring, kemudian dimasukkan ke dalam termos yang
sebelumnya sudah dibuang air panasnya. Cairan rumen dalam termos tersebut
segera dibawa ke Laboratorium Nutrisi Ternak Perah.
3
Pembuatan larutan McDougall
Sejumlah 1 liter air destilasi dimasukkan ke dalam labu takar dan
dimasukkan bahan-bahan sebagai berikut : NaHCO3 sebesar 9.8 g;
Na2HPO4.7H2O sebesar 4.6325 g; KCl sebesar 0.57 g; NaCl sebesar 0.47 g;
MgSO4.7H2O sebesar 0.12 g; CaCl2.2H2O sebesar 0.04 g. CaCl2.2H2O
ditambahkan paling akhir setelah bahan lainnya larut sempurna. Leher labu dicuci
dengan air destilasi hingga permukaan air mencapai tanda tera untuk volume 1
liter. Selanjutnya campuran dikocok dengan gas CO2 perlahan-lahan dengan
melewatkannya untuk menurunkan pH hingga mencapai pH 6.8.
Pencernaan fermentatif
Percobaan fermentasi in vitro dilakukan dengan menggunakan metode
Tilley and Terry (1963) yang dimodifikasi oleh Sutardi (1979). Metode Sutardi
(1979) menggunakan fermentor berupa tabung polyetilen berkapasitas 50 ml yang
kemudian diisi dengan 1 g sampel, 12 ml larutan McDougall dan 8 ml cairan
rumen segar. Tabung lalu dialiri CO2 selama 30 detik dan ditutup dengan karet
berventilasi. Tabung kemudian dimasukkan ke dalam shaker waterbath pada suhu
390C untuk menciptakan suasana yang hampir sama dengan kondisi di dalam
rumen dan diinkubasi selama 4 jam. Sampel untuk pengamatan populasi bakteri
total dan populasi protozoa diambil sebelum penambahan larutan HgCl2 jenuh.
Proses fermentasi dihentikan dengan meneteskan larutan HgCl2 jenuh sebanyak 2
tetes. Tabung fermentor disentrifuse pada kecepatan 3000 rpm selama 15 menit.
Supernatan diambil untuk analisis konsentrasi NH3 dan Volatile fatty acid (VFA).
Pengukuran NH3
Konsentrasi NH3 diukur dengan menggunakan metode Mikrodifusi Conway
(General Laboratory Procedure, Department of Dairy Science University of
Wisconsin 1969). Bibir dan tutup cawan Conway diolesi dengan vaselin.
Sebanyak 1 ml supernatan diambil dan ditempatkan di salah satu ujung alur cawan
Conway. Setelah itu 1 ml larutan Na2CO3 jenuh ditempatkan pada ujung lain
cawan Conway yang bersebelahan dengan supernatan (tidak boleh bercampur).
Larutan asam borat berindikator merah metil dan hijau bromo kresol sebanyak 1
ml larutan ditempatkan dalam cawan kecil yang terletak di tengah cawan Conway.
Cawan Conway lalu ditutup rapat hingga kedap udara, larutan Na2CO3 dicampur
dengan supernatan hingga merata dengan cara menggoyangkan dan memiringkan
cawan tersebut. Setelah itu cawan dibiarkan dalam suhu kamar. Setelah 24 jam,
tutup cawan dibuka, asam borat berindikator dititrasi dengan larutan H2SO4 0.005
N sampai terjadi perubahan warna dari biru menjadi merah. Konsentrasi NH3
dihitung berdasarkan rumus berikut:
Pengukuran volatile fatty acid (VFA)
Konsentrasi VFA diukur dengan menggunakan Teknik Destilasi Uap
(General Laboratory Procedure, Department of Dairy Science University of
4
Wisconsin 1969). Supernatan diambil sebanyak 5 ml dan dimasukkan ke dalam
tabung destilasi. Larutan H2SO4 15% ditambahkan 1 ml, kemudian segera ditutup
dan dihubungkan labu pendingin. Segera setelah ditambahkan larutan H2SO4 ke
dalam supernatan, tabung destilasi dimasukkan ke dalam labu penyulingan yang
berisi air mendidih (dipanaskan terus selama destilasi). Uap air panas akan
mendesak VFA yang akan terkondensasi dalam pendingin. Cairan yang terbentuk
ditampung dalam labu Erlenmeyer yang berisi 5 ml NaOH 0.5 N sampai mencapai
250 ml. Indikator PP ditambahkan sebanyak 2 tetes dan dititrasi dengan HCl 0.5
N sampai warna titrat berubah dari merah jambu menjadi tidak berwarna. Rumus
berikut digunakan untuk menghitung konsentrasi VFA :
Keterangan:
a = volume titran blangko
b = volume titran contoh
Perhitungan populasi bakteri total
Perhitungan populasi bakteri total dilakukan menggunakan metode Ogimoto
and Imai (1981). Medium tumbuh BHI digunakan untuk menghitung populasi
bakteri total. Medium BHI dibuat dengan cara mencampur BHI dengan bahan
sumber nutrien mikroba lainnya, kemudian dimasukkan ke dalam botol Schott
yang telah disterilkan dengan autoclave. Campuran tersebut dipanaskan sampai
terjadi perubahan warna dari coklat menjadi merah dan menjadi coklat muda, lalu
didinginkan sambil dialiri CO2. Selanjutnya media dimasukkan ke dalam tabung
Hungate masing-masing sebanyak 5 ml yang sebelumnya telah diisi agar Bacto
sebanyak 0.15 g, kemudian media disterilkan dalam autoclave (suhu 121 ºC, 15
menit, tekanan 1,2 Kgf cm-3). Medium yang siap digunakan untuk pembiakan
bakteri, dimasukkan ke dalam penangas air (suhu 47 ºC) dan diinokulasi dengan
sampel yang telah diencerkan. Populasi bakteri dapat dihitung dengan rumus :
Populasi bakteri (CFUml-1) = n x 10x
0.05 x 0.1
Keterangan :
n = jumlah koloni yang terdapat pada tabung seri pengenceran ke-x
Perhitungan populasi protozoa
Perhitungan populasi protozoa dilaksanakan dengan menggunakan metode
Ogimoto and Imai (1981). Perhitungan populasi protozoa dilakukan dengan
meneteskan sampel (2 tetes) yang telah dicampur dengan larutan garam formalin
(TFBS) dengan rasio 1:1 pada counting chamber (haemacytometer). Larutan
TFBS dibuat dari campuran formalin 4% ditambah larutan garam NaCl fisiologis
0.9% dalam 100 ml larutan. Protozoa yang dihitung adalah total dari protozoa
yang terdapat dalam counting chamber dengan ketebalan 0.1 mm, luas kotak
terkecil 0.0625 mm2 yang terdapat 16 kotak dan jumlah kotak yang dibaca
sebanyak 5 kotak. Perhitungan populasi protozoa dilakukan dengan mikroskop
pada pembesaran 40 kali. Populasi protozoa dapat dihitung dengan rumus:
5
Protozoa ml-1 cairan rumen =
1000 x FP x C
0.1 x 0.0625 x 16 x 5
Keterangan
C = Jumlah protozoa terhitung
FP = Faktor pengenceran
Pengukuran sintesis protein mikroba
Sintesis protein mikroba diukur dengan metode Shultz and Shultz (1969).
Sintesis protein yang berupa non protein nitrogen (NPN) diukur dengan
menggunakan TCA dan SSA. Larutan yang akan digunakan dibuat dengan
mencampurkan larutan TCA 20% dan larutan SSA 2% dengan proporsi 50:50.
Sebanyak 1 ml cairan sampel hasil inkubasi dicampur dengan 9 ml larutan TCA
dan SSA, kemudian larutan ini dihomogenkan dengan vortex selama 2 menit.
Larutan tersebut lalu disentrifuse dengan kecepatan 3000 rpm selama 15 menit.
Supernatan dibuang dan endapan ditambah dengan 3 ml aquadest, kemudian
ditambahkan 6 ml campuran TCA-SSA. Campuran ini dihomogenkan lagi dengan
vortex selama 2 menit, kemudian disentrifuse pada kecepatan 3000 rpm selama 15
menit. Supernatannya dibuang dan endapannya dianalisis dengan metode Kjehldal
mikro.
Pengukuran koefisien cerna bahan kering dan bahan organik
Koefisien Cerna Bahan Kering (KCBK) dan Bahan Organik (KCBO) diukur
dengan metode Tilley and Terry (1963) yang dimodifikasi oleh Sutardi (1979).
Proses fermentasi yang dilakukan untuk pengukuran KCBK dan KCBO sama
seperti dalam proses fermentasi untuk mengukur fermentabilitas, hanya proses
inkubasi dilakukan selama 24 jam. Setelah 24 jam proses fermentasi dihentikan
dengan menambah larutan HgCl2 jenuh (2 tetes). Tabung fermentor lalu
disentrifuse (kecepatan 3000 rpm, 15 menit), supernatan lalu dibuang. Residu
yang didapat lalu ditambahkan 20 ml larutan pepsin-HCl 0.2%. Campuran ini
diinkubasi lagi selama 24 jam (39 oC), sisa pencernaan disaring dengan kertas
saring Whatman No 41 (yang sudah diketahui bobotnya) dengan bantuan pompa
vacum. Residu yang diperoleh dikeringkan di dalam oven 105 oC selama 24 jam
untuk mengetahui bobot BK residu. Setelah ditimbang, sampel residu kemudian
diabukan di dalam tanur 600 oC selama 6 jam. Hal ini dilakukan untuk
mendapatkan bobot abu dan bobot BO sampel residu. Penentuan BK, abu dan BO
dari blanko dan bahan yang tidak difermentasi dilakukan dengan prosedur yang
sama. Untuk menentukan KCBK dan KCBO dapat dihitung dengan rumus :
6
Peubah yang diamati
Peubah yang diamati yaitu konsentrasi NH3, konsentrasi VFA total, populasi
protozoa, populasi bakteri total, sintesis protein mikroba, KCBK, dan KCBO.
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan sidik ragam (ANOVA)
dan untuk mengetahui perbedaan antara perlakuan diuji dengan ortogonal kontras
(Steel and Torrie 1993).
Penelitian ini terdiri atas dua faktor, yaitu Faktor A adalah pemberian
ransum dengan rasio 60:40% antara jerami padi dan konsentrat: A1 = jerami padi
+ konsentrat kontrol (yang biasa digunakan oleh peternak), A2 = jerami padi +
konsentrat optimal (berdasarkan NRC), A3 = jerami padi + konsentrat suboptimal.
Faktor B merupakan perlakuan probiotik yaitu: B1 = tanpa probiotik (0%), B2 =
probiotik padat (0.25% b/b), B3 = probiotik cair (0.10% v/b).
Model matematika yang digunakan adalah:
Yijk = μ + τi + αj + ßk + αjßk + εijk
Keterangan :
Yijk = nilai pengamatan kelompok ke-i, perlakuan pakan ke-j dan perlakuan
probiotik ke-k
μ = nilai rataan umum
τi = pengaruh kelompok (cairan rumen) ke-i
αj = pengaruh perlakuan pakan ke-j
ßk = pengaruh perlakuan penambahan probiotik ke-k
αjßk = pengaruh interaksi antar peubah
εijk = galat percobaan untuk kelompok ke-i, pengaruh pakan ke-j
dan pengaruh perlakuan penambahan probiotik ke-k
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Probiotik
Verschuere et al. (2000) menjelaskan bahwa probiotik adalah mikroba
tambahan yang menguntungkan bagi inang melalui peningkatan nilai nutrisi dari
pakan, peningkatan respon terhadap penyakit atau perbaikan kualitas lingkungan
ambangnya. Kriteria yang perlu dipertimbangkan untuk mendapatkan produk
probiotik dengan pengaruh positif optimal bagi inangnya, diantaranya adalah: (a)
memiliki kemampuan untuk bertahan selama proses pengolahan dan selama waktu
penyimpanan, (b) memiliki karakteristik sensorial yang baik, (c) memiliki
kemampuan menempel dan mengkolonisasi usus, (d) memiliki sifat antagonistik
terhadap mikroba patogen enterik, (e) terbukti memiliki pengaruh menguntungkan
bagi kesehatan inang, (f) produk probiotik diharapkan memiliki jumlah sel hidup
sebesar 107 sampai 109 CFU ml-1 dan (g) total konsumsi produk probiotik sekitar
300 sampai 400 g minggu-1 (Surono 2004). Probiotik yang digunakan dalam
penelitian ini terdiri dari dua jenis yaitu padat dan cair. Komposisi jenis dan
jumlah bakteri pada probiotik dapat dilihat pada Tabel 1.
7
Tabel 1 Jenis dan jumlah mikroba dalam probiotik padat dan cair
Hasil Pengujian Probiotik
Padat (CFU g-1)
Cair (CFU ml-1)
3.9 x 108
1.5 x 1010
9
7.2 x 10
1.1 x 1010
4.9 x 109
7.0 x 105
7
5.6 x 10
1.0 x 1010
4.0 x 105
-
Jenis
Total plate count
Lactobacillus acidophilus
Bifidobacterium sp.
Streptococcus thermophilus
Bacillus sp.
Sumber: Suryahadi dan Tjakradidjaja (2012)
Bifidobacterium sp., Lactobacillus sp. termasuk dalam kategori Bakteri
Asam Laktat (BAL). Bakteri asam laktat memiliki kemampuan sebagai
antimikroba dengan cara memproduksi asam laktat, asam format, dan asam asetat;
oleh karena itu pemberian probiotik yang mengandung BAL dapat meningkatkan
kecernaan pada tubuh ternak (Jenie et al. 2001). Cho (2010) menjelaskan bahwa
Streptococcus thermophilus memiliki sifat homofermentatif yang dapat
memproduksi asam laktat, asam piruvat, dan juga dapat memproduksi asam folat
yang tinggi yang berfungsi sebagai senyawa penting dalam memperbaiki sifat
DNA. penambahan Bacillus sp. dalam ransum dapat memperbaiki produksi ternak
dan efisiensi penggunaan pakan (Supriyati 2008).
Tabel 1 menunjukkan bahwa jumlah sel hidup lebih dari 107 sampai 109
CFU ml-1 sehingga produk probiotik yang digunakan pada penelitian ini
memenuhi syarat sebagai probiotik. Jenis bakteri pada probiotik padat maupun
cair tidak banyak perbedaan, hanya terdapat perbedaan jumlah. Adapun
pemberian probiotik padat yaitu 0.25% (b/b), sedangkan pemberian probiotik cair
yaitu 0.10% (v/b) sehingga jumlah sel hidup pada probiotik padat sebesar 0.975 ×
108 cfu g-1 dan pada probiotik cair yaitu 1.5 × 108 cfu ml-1. Perbedaan pemberian
probiotik padat dan cair tersebut dimaksudkan agar jumlah bakteri yang diberikan
seimbang antara probiotik padat dan cair.
Komposisi Ransum
Ransum yang digunakan yaitu campuran antara jerami padi dan konsentrat
dengan rasio 60:40%. Tabel 2 menunjukkan presentase penggunaan bahan pakan.
Rasio pemberian hijauan dan konsentrat bergantung kepada kualitas hijauan,
perbandingan 60:40% (dalam bahan kering ransum) adalah pemberian yang baik;
jika hijauan yang diberikan berkualitas rendah maka rasio pemberian pakan
menjadi 55:45%; rasio dapat ditingkatkan menjadi 65:35% jika kualitas hijauan
tinggi (Siregar 2008). Berdasarkan tabel NRC (2000), kebutuhan PK sapi potong
dalam fase growing dan finishing dengan bobot 300 sampai 400 kg sebesar 7.4
sampai 14.4% dan kebutuhan TDN sebesar 50 sampai 80%.
Ransum yang digunakan terdiri dari 3 jenis yang didasarkan pada tingkat
kandungan protein kasar yang berbeda, tetapi kandungan TDN yang sama
(isokalori), sehingga terjadi perbedaan rasio energi terhadap protein. Pemberian
ransum dengan level kandungan protein yang berbeda ini dimaksudkan agar
memberikan konsumsi protein yang bebeda pula sehingga berpengaruh terhadap
8
jumlah produksi N mikroba dalam rumen. Arora (1995) menyatakan bahwa
protein didalam pakan akan dihidrolisis oleh mikroba rumen menjadi asam amino,
kemudian amonia yang dibebaskan akan digunakan untuk produksi N mikroba
bersama energi dari VFA.
Tabel 2 Persentase penggunaan bahan pakan
Bahan Pakan
Jerami padi
Dedak padi
Pollard
Onggok
Daun singkong
Daun lamtoro
Jagung
Bungkil kelapa
Bungkil
kedelai
Urea
Molases
Total PK
Total TDN
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Konsentrat Kontrol
Konsentrat Optimal Konsentrat Suboptimal
(PK 10%)
(PK 12%)
(PK 14%)
--------------------------- %BK --------------------------60
60
60
10
11
10
1
1.5
7
5
1
9
5
9
5
8
3
3
2
5
7
2
5.5
6
10
60
1
2
12
60
1
14
60
PK = protein kasar; TDN = total digestible nutrient; BK = bahan kering.
Tabel 3 Analisis proksimat ransum yang digunakan
Kandungan
Nutrien1
BK
Abu
PK
SK
LK
Beta-N
TDN2
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Konsentrat Kontrol
Konsentrat Optimal Konsentrat Suboptimal
(PK 10%)
(PK 12%)
(PK 14%)
--------------------------- %BK --------------------------86.45
83.73
86.35
15.77
17.19
16.58
9.57
14.13
14.61
24.65
25.33
27.24
1.26
1.34
1.54
48.76
42.02
40.02
60.56
60.64
59.34
1Hasil
analisis Labolatorium Pengetahuan Bahan Makan Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian
Bogor (2013); 2Perhitungan nilai TDN (SK>18% dan PK
BERBASIS JERAMI PADI DAN KONSENTRAT
YANG DISUPLEMENTASI DENGAN
PROBIOTIK PADAT ATAU CAIR
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Fermentabilitas dan
Kecernaan in vitro Ransum Berbasis Jerami Padi dan Konsentrat yang
Disuplementasi dengan Probiotik Padat atau Cair adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2013
Muhammad Ichsan Almai
NIM D24090133
ABSTRAK
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI. Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro
Ransum Berbasis Jerami Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan
Probiotik Padat atau Cair. Dibimbing oleh ANITA S. TJAKRADIDJAJA dan
JAJAT JACHJA.
Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat efek optimalisasi ransum
berbasis jerami padi dan konsentrat peternak yang diberi suplemen probiotik padat
atau cair terhadap fermentasi dan kecernaan in vitro. Penelitian ini terdiri atas dua
faktor, yaitu Faktor A : pemberian ransum dengan rasio 60:40% antara jerami padi
(JP) dan konsentrat (isokalori, TDN 60%); A1 = JP + konsentrat kontrol (10%
PK), A2 = JP + konsentrat optimal (12% PK), A3 = JP + konsentrat suboptimal
(14% PK). Faktor B : perlakuan probiotik; B1 = tanpa probiotik (0%), B2 =
probiotik padat (0.25% b/b), B3 = probiotik cair (0.10% v/b). Rancangan
percobaan menggunakan rancangan acak kelompok (RAK) pola faktorial 3 x 3 (4
ulangan). Konsentrasi amonia dan VFA total serta kecernaan dipengaruhi oleh
suplementasi probiotik; sedangkan populasi bakteri dipengaruhi oleh perlakuan
pakan dan suplementasi probiotik, namun perlakuan ini tidak menghasilkan efek
signifikan terhadap populasi protozoa dan sintesis protein mikroba. Ransum A3
merupakan perlakuan pakan yang terbaik. Hasil uji ortogonal kontras
menunjukkan bahwa pemberian probiotik cair (B3) adalah perlakuan yang
optimal.
Kata kunci: in vitro, konsentrat, probiotik cair, probiotik padat, taraf protein
ABSTRACT
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI. In vitro Fermentability and Digestibility of
Rice Straw Based Diet and Concentrate Supplemented with Solid or Liquid
Probiotics. Supervised by ANITA S. TJAKRADIDJAJA and JAJAT JACHJA.
This study was aimed at examining effects of rice straw-based feed and
concentrate supplemented with solid or liquid probiotic on in vitro fermentation
and digestibility. This study consisted of two factors; Factor A : feed treatment
with a ratio 60:40% of a mixture of rice straw (RS) and concentrate; A1 = RS +
control concentrate (10% CP), A2 = RS + optimal concentrate (12% CP), A3 =
RS + suboptimal concentrate (14% CP). Factor B : probiotic treatment; B1 =
without probiotic (0%), B2 = solid probiotic (0.25% b/b), B3 = liquid probiotic
(0.10% v/b). A factorial randomized block design (RBD) 3 x 3 (4 replications)
was applied. The result showed that ammonia and total VFA concentrations and
digestibility were influenced by probiotic supplementation whereas bacterial
populations were affected by feed treatments and probiotic supplementation;
however, these treatments did not significantly affect protozoal populations and
microbial protein synthesis. A3 is the best feed treatment that can be used, and
liquid probitic supplementation (B3) is the optimal treatment.
Keywords: concentrate, in vitro, liquid probiotic, protein level, solid probiotic
FERMENTABILITAS DAN KECERNAAN in vitro RANSUM
BERBASIS JERAMI PADI DAN KONSENTRAT
YANG DISUPLEMENTASI DENGAN
PROBIOTIK PADAT ATAU CAIR
MUHAMMAD ICHSAN ALMAI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Peternakan
pada
Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul Skripsi: Fennentabilitas dan Kecemaan in vitro Ransum Berbasis Jerami
Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat
atau Cair
: Muhammad Ichsan Almai
Nama
: D24090133
NIM
Disetujui oleh
Ir
ｾａｾ ＠
ｾ
ｔｪ｡ｫｲ､ｩＬ＠
MRurSc
Pembimbing I
Tanggal Lulus:
20
2,]13
Dr Ir Jajat Jachja, MAgrSc
Pembimbing II
Judul Skripsi : Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro Ransum Berbasis Jerami
Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat
atau Cair
Nama
: Muhammad Ichsan Almai
NIM
: D24090133
Disetujui oleh
Ir Anita S Tjakradidjaja, MRurSc
Pembimbing I
Dr Ir Jajat Jachja, MAgrSc
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Ir Panca Dewi MHKS, MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Penulis menyusun
skripsi yang berjudul Fermentabilitas dan Kecernaan in vitro Ransum Berbasis
Jerami Padi dan Konsentrat yang Disuplementasi dengan Probiotik Padat atau
Cair berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan sejak Januari sampai dengan
Agustus 2013.
Peternakan sapi di Indonesia mempunyai banyak permasalahan dari segi
nutrisi pakan, seperti defisiensi dan ketidakseimbangan nutrien pada ransum. Hal
ini yang mendasari penulis untuk melakukan penelitian tentang probiotik sebagai
salah satu alternatif guna memperbaiki nutrisi dan kecernaan pakan. Penelitian ini
bertujuan untuk melihat efek optimalisasi ransum berbasis jerami padi dan
konsentrat peternak yang diberi suplemen probiotik padat atau cair terhadap
fermentasi dan kecernaan in vitro.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh
karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi perbaikan di
masa mendatang. Penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat memberikan
informasi, wawasan maupun sesuatu yang bermanfaat bagi pihak-pihak yang
membutuhkan dan semoga kekurangan yang terdapat pada tulisan ini dapat
diperbaiki dalam tulisan selanjutnya.
Bogor, November 2013
Muhammad Ichsan Almai
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
METODE PENELITIAN
Alat
Bahan
Waktu dan Lokasi Penelitian
Prosedur Penelitian
Pengambilan cairan rumen
Pembuatan larutan McDougall
Pencernaan fermentatif
Pengukuran NH3
Pengukuran volatile fatty acid (VFA)
Perhitungan populasi bakteri total
Perhitungan populasi protozoa
Pengukuran sintesis protein mikroba
Pengukuran koefisien cerna bahan kering dan bahan organik
Peubah yang diamati
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Probiotik
Komposisi Ransum
Konsentrasi NH3
Konsentrasi Volatile Fatty Acid (VFA) Total
Bakteri Total
Populasi Protozoa Total
Sintesis Protein Mikroba
Kecernaan
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
UCAPAN TERIMA KASIH
x
x
10
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
4
4
5
5
6
6
6
6
7
9
10
11
12
13
13
15
15
15
15
22
22
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jenis dan jumlah mikroba dalam probiotik padat dan cair
Presentase penggunaan bahan pakan
Analisis proksimat ransum yang digunakan
Pengaruh perlakuan terhadap konsentrasi NH3
Pengaruh perlakuan terhadap rataan VFA total
Pengaruh perlakuan terhadap rataan populasi bakteri total
Pengaruh perlakuan terhadap rataan populasi protozoa total
Pengaruh perlakuan terhadap rataan sintesis protein mikroba
Rataan kecernaan bahan kering
Rataan kecernaan bahan organik
7
8
8
9
11
11
12
13
14
14
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Analisis ragam (ANOVA) terhadap konsentrasi amonia
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) terhadap konsentrasi VFA total
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) terhadap populasi protozoa total
Analisis ragam (ANOVA) terhadap populasi bakteri total
Uji ortogonal kontras perlakuan pakan
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) perlakuan terhadap sintesis protein
mikroba
Analisis ragam (ANOVA) perlakuan terhadap koefisien bahan kering
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
Analisis ragam (ANOVA) perlakuan terhadap koefisien bahan
organik
Uji ortogonal kontras perlakuan probiotik
18
18
18
18
19
19
19
19
20
20
20
21
21
PENDAHULUAN
Konsumsi daging sapi di Indonesia semakin meningkat setiap tahunnya.
Konsumsi daging sapi per kapita bangsa Indonesia mencapai 0.365 kg
(Kementerian Pertanian Republik Indonesia 2010). Indonesia dengan jumlah
penduduk 237 641 300 jiwa setidaknya memerlukan 86 740 ton daging sapi per
tahun (Badan Pusat Statistik 2010). Akan tetapi, laju peningkatan populasi sapi
potong belum mampu untuk memenuhi kebutuhan daging dalam negeri. Hal ini
merupakan faktor utama terjadinya impor sapi di Indonesia. Oleh karena itu,
diperlukan upaya dalam meningkatkan kualitas dan kuantitas daging dalam bentuk
sapi potong maupun karkas di Indonesia.
Permasalahan umum yang sering terjadi adalah ketersediaan dan kualitas
pakan dengan kontinuitas rendah, di lain sisi limbah pertanian seperti jerami padi
merupakan salah satu limbah pertanian yang potensial sebagai sumber energi yang
dapat dimanfaatkan oleh ternak ruminansia karena ketersediaannya yang
melimpah. Ketersediaan pakan yang harus selalu ada menjadi suatu pertimbangan
tersendiri dalam pemenuhan kebutuhan ternak baik dalam segi nutrien maupun
efektivitas pakan. Pemberian pakan hijauan pada ternak sapi potong saja tidak
memenuhi kebutuhan nutrien ternak sehingga diperlukan penambahan konsentrat.
Menurut Tillman et al. (1997), konsentrat merupakan suatu bahan makanan yang
digunakan bersama bahan makanan lain untuk meningkatkan keserasian gizi dari
keseluruhan makanan dan dimaksudkan untuk disatukan dan dicampur sebagai
pelengkap. Akan tetapi, kondisi konsentrat sapi potong di peternakan rakyat
belum memenuhi standar nutrisi untuk pertambahan bobot badan yang optimal.
Salah satu upaya perbaikan yang dapat dilakukan yaitu dengan penggunaan
probiotik. Probiotik merupakan feed additive (imbuhan pakan) yang mengandung
mikroorganisme hidup yang menguntungkan induk semang, dengan memperbaiki
keseimbangan mikroorganisme di dalam saluran pencernaan. Manfaat lain dari
probiotik yaitu mampu memperbaiki ekosistem rumen, meningkatkan efisiensi
pakan akibat meningkatnya populasi bakteri rumen selulolitik dan meningkatkan
status kesehatan ternak dengan terhambatnya bakteri patogen (FAO/WHO 2000).
Penggunaan probiotik juga merupakan upaya alternatif yang dilakukan karena
beberapa negara telah melakukan pelarangan penggunaan antibiotika sebagai
growth promotor dan kecenderungan terjadinya resistensi bakteri-bakteri patogen
terhadap antibiotik tertentu.
Evaluasi ransum secara biologis dapat dilakukan secara laboratorium (in
vitro dan in sacco) maupun menggunakan hewan percobaan (in vivo). Metode in
vitro menggambarkan model biologis yang menirukan proses pencernaan in vivo
dengan tingkat kompleksitas yang berbeda. Metode ini mempelajari respon ternak
ketika satu faktor bervariasi dan dikontrol tanpa interaksi dengan faktor lain yang
berhubungan, yang mungkin dapat menyembunyikan efek utama. Metode in vitro
digunakan juga sebagai alternatif untuk mempelajari proses individu dan
kepekaan individu tersebut terhadap variasi berbagai faktor (Lopez 2000). Lopez
(2000) menyatakan metode ini biasa digunakan untuk mengevaluasi pakan,
2
meneliti mekanisme fermentasi mikroba, dan mempelajari aksi terhadap faktor
antinutrisi, suplemen pakan, dan aditif.
Penelitian ini bertujuan untuk melihat efek optimalisasi ransum berbasis
jerami padi dan konsentrat peternak yang diberi suplemen probiotik padat atau
cair terhadap fermentasi dan kecernaan in vitro.
METODE PENELITIAN
Alat
Peralatan yang digunakan adalah seperangkat alat-alat percobaan fermentasi
dan kecernaan in vitro seperti timbangan digital, tabung fermentor, tutup karet
berventilasi, shaker waterbath, tabung gas CO2, cawan porselen, oven 105 oC,
tanur listrik 600 oC, kertas saring Whatman No 41, cawan Conway, labu
Erlenmeyer, alat-alat destilasi, alat-alat titrasi, plastik kemasan, label, counting
chamber, tabung Hungate, autoclave, sentrifuge.
Bahan
Bahan yang digunakan adalah cairan rumen segar sapi potong yang berasal
dari rumah potong hewan (RPH) di Bubulak, probiotik padat, probiotik cair,
larutan McDougall dengan pH 6.5 sampai 6.9, larutan pepsin HCl 0.2%, aquadest,
larutan HgCl2 jenuh, larutan Na2CO3 jenuh, larutan H2SO4 0.005 N, asam borat
berindikator merah metil dan hijau bromo kresol, larutan HCl 0.5N, larutan H2SO4
15%, larutan NaOH 0.5 N, larutan indikator Phenolphtalein 0.1% (PP), larutan
garam formalin (formal saline), media brain heart infusion (BHI), gas CO2,
trichloro acetic acid (TCA), dan sulfo salicylic acid (SSA).
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dimulai dari bulan Januari 2013 hingga Agustus 2013. Penelitian
dilaksanakan di Laboratorium Biokimia, Fisiologi dan Mikrobiologi, dan di
Laboratorium Nutrisi Ternak Perah, Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi
Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Prosedur Penelitian
Pengambilan cairan rumen
Cairan rumen diambil dari rumah potong hewan (RPH) Bubulak. Termos
diisi dengan air panas dengan suhu 39 ºC. Isi rumen diambil dan disaring dengan
menggunakan kain penyaring, kemudian dimasukkan ke dalam termos yang
sebelumnya sudah dibuang air panasnya. Cairan rumen dalam termos tersebut
segera dibawa ke Laboratorium Nutrisi Ternak Perah.
3
Pembuatan larutan McDougall
Sejumlah 1 liter air destilasi dimasukkan ke dalam labu takar dan
dimasukkan bahan-bahan sebagai berikut : NaHCO3 sebesar 9.8 g;
Na2HPO4.7H2O sebesar 4.6325 g; KCl sebesar 0.57 g; NaCl sebesar 0.47 g;
MgSO4.7H2O sebesar 0.12 g; CaCl2.2H2O sebesar 0.04 g. CaCl2.2H2O
ditambahkan paling akhir setelah bahan lainnya larut sempurna. Leher labu dicuci
dengan air destilasi hingga permukaan air mencapai tanda tera untuk volume 1
liter. Selanjutnya campuran dikocok dengan gas CO2 perlahan-lahan dengan
melewatkannya untuk menurunkan pH hingga mencapai pH 6.8.
Pencernaan fermentatif
Percobaan fermentasi in vitro dilakukan dengan menggunakan metode
Tilley and Terry (1963) yang dimodifikasi oleh Sutardi (1979). Metode Sutardi
(1979) menggunakan fermentor berupa tabung polyetilen berkapasitas 50 ml yang
kemudian diisi dengan 1 g sampel, 12 ml larutan McDougall dan 8 ml cairan
rumen segar. Tabung lalu dialiri CO2 selama 30 detik dan ditutup dengan karet
berventilasi. Tabung kemudian dimasukkan ke dalam shaker waterbath pada suhu
390C untuk menciptakan suasana yang hampir sama dengan kondisi di dalam
rumen dan diinkubasi selama 4 jam. Sampel untuk pengamatan populasi bakteri
total dan populasi protozoa diambil sebelum penambahan larutan HgCl2 jenuh.
Proses fermentasi dihentikan dengan meneteskan larutan HgCl2 jenuh sebanyak 2
tetes. Tabung fermentor disentrifuse pada kecepatan 3000 rpm selama 15 menit.
Supernatan diambil untuk analisis konsentrasi NH3 dan Volatile fatty acid (VFA).
Pengukuran NH3
Konsentrasi NH3 diukur dengan menggunakan metode Mikrodifusi Conway
(General Laboratory Procedure, Department of Dairy Science University of
Wisconsin 1969). Bibir dan tutup cawan Conway diolesi dengan vaselin.
Sebanyak 1 ml supernatan diambil dan ditempatkan di salah satu ujung alur cawan
Conway. Setelah itu 1 ml larutan Na2CO3 jenuh ditempatkan pada ujung lain
cawan Conway yang bersebelahan dengan supernatan (tidak boleh bercampur).
Larutan asam borat berindikator merah metil dan hijau bromo kresol sebanyak 1
ml larutan ditempatkan dalam cawan kecil yang terletak di tengah cawan Conway.
Cawan Conway lalu ditutup rapat hingga kedap udara, larutan Na2CO3 dicampur
dengan supernatan hingga merata dengan cara menggoyangkan dan memiringkan
cawan tersebut. Setelah itu cawan dibiarkan dalam suhu kamar. Setelah 24 jam,
tutup cawan dibuka, asam borat berindikator dititrasi dengan larutan H2SO4 0.005
N sampai terjadi perubahan warna dari biru menjadi merah. Konsentrasi NH3
dihitung berdasarkan rumus berikut:
Pengukuran volatile fatty acid (VFA)
Konsentrasi VFA diukur dengan menggunakan Teknik Destilasi Uap
(General Laboratory Procedure, Department of Dairy Science University of
4
Wisconsin 1969). Supernatan diambil sebanyak 5 ml dan dimasukkan ke dalam
tabung destilasi. Larutan H2SO4 15% ditambahkan 1 ml, kemudian segera ditutup
dan dihubungkan labu pendingin. Segera setelah ditambahkan larutan H2SO4 ke
dalam supernatan, tabung destilasi dimasukkan ke dalam labu penyulingan yang
berisi air mendidih (dipanaskan terus selama destilasi). Uap air panas akan
mendesak VFA yang akan terkondensasi dalam pendingin. Cairan yang terbentuk
ditampung dalam labu Erlenmeyer yang berisi 5 ml NaOH 0.5 N sampai mencapai
250 ml. Indikator PP ditambahkan sebanyak 2 tetes dan dititrasi dengan HCl 0.5
N sampai warna titrat berubah dari merah jambu menjadi tidak berwarna. Rumus
berikut digunakan untuk menghitung konsentrasi VFA :
Keterangan:
a = volume titran blangko
b = volume titran contoh
Perhitungan populasi bakteri total
Perhitungan populasi bakteri total dilakukan menggunakan metode Ogimoto
and Imai (1981). Medium tumbuh BHI digunakan untuk menghitung populasi
bakteri total. Medium BHI dibuat dengan cara mencampur BHI dengan bahan
sumber nutrien mikroba lainnya, kemudian dimasukkan ke dalam botol Schott
yang telah disterilkan dengan autoclave. Campuran tersebut dipanaskan sampai
terjadi perubahan warna dari coklat menjadi merah dan menjadi coklat muda, lalu
didinginkan sambil dialiri CO2. Selanjutnya media dimasukkan ke dalam tabung
Hungate masing-masing sebanyak 5 ml yang sebelumnya telah diisi agar Bacto
sebanyak 0.15 g, kemudian media disterilkan dalam autoclave (suhu 121 ºC, 15
menit, tekanan 1,2 Kgf cm-3). Medium yang siap digunakan untuk pembiakan
bakteri, dimasukkan ke dalam penangas air (suhu 47 ºC) dan diinokulasi dengan
sampel yang telah diencerkan. Populasi bakteri dapat dihitung dengan rumus :
Populasi bakteri (CFUml-1) = n x 10x
0.05 x 0.1
Keterangan :
n = jumlah koloni yang terdapat pada tabung seri pengenceran ke-x
Perhitungan populasi protozoa
Perhitungan populasi protozoa dilaksanakan dengan menggunakan metode
Ogimoto and Imai (1981). Perhitungan populasi protozoa dilakukan dengan
meneteskan sampel (2 tetes) yang telah dicampur dengan larutan garam formalin
(TFBS) dengan rasio 1:1 pada counting chamber (haemacytometer). Larutan
TFBS dibuat dari campuran formalin 4% ditambah larutan garam NaCl fisiologis
0.9% dalam 100 ml larutan. Protozoa yang dihitung adalah total dari protozoa
yang terdapat dalam counting chamber dengan ketebalan 0.1 mm, luas kotak
terkecil 0.0625 mm2 yang terdapat 16 kotak dan jumlah kotak yang dibaca
sebanyak 5 kotak. Perhitungan populasi protozoa dilakukan dengan mikroskop
pada pembesaran 40 kali. Populasi protozoa dapat dihitung dengan rumus:
5
Protozoa ml-1 cairan rumen =
1000 x FP x C
0.1 x 0.0625 x 16 x 5
Keterangan
C = Jumlah protozoa terhitung
FP = Faktor pengenceran
Pengukuran sintesis protein mikroba
Sintesis protein mikroba diukur dengan metode Shultz and Shultz (1969).
Sintesis protein yang berupa non protein nitrogen (NPN) diukur dengan
menggunakan TCA dan SSA. Larutan yang akan digunakan dibuat dengan
mencampurkan larutan TCA 20% dan larutan SSA 2% dengan proporsi 50:50.
Sebanyak 1 ml cairan sampel hasil inkubasi dicampur dengan 9 ml larutan TCA
dan SSA, kemudian larutan ini dihomogenkan dengan vortex selama 2 menit.
Larutan tersebut lalu disentrifuse dengan kecepatan 3000 rpm selama 15 menit.
Supernatan dibuang dan endapan ditambah dengan 3 ml aquadest, kemudian
ditambahkan 6 ml campuran TCA-SSA. Campuran ini dihomogenkan lagi dengan
vortex selama 2 menit, kemudian disentrifuse pada kecepatan 3000 rpm selama 15
menit. Supernatannya dibuang dan endapannya dianalisis dengan metode Kjehldal
mikro.
Pengukuran koefisien cerna bahan kering dan bahan organik
Koefisien Cerna Bahan Kering (KCBK) dan Bahan Organik (KCBO) diukur
dengan metode Tilley and Terry (1963) yang dimodifikasi oleh Sutardi (1979).
Proses fermentasi yang dilakukan untuk pengukuran KCBK dan KCBO sama
seperti dalam proses fermentasi untuk mengukur fermentabilitas, hanya proses
inkubasi dilakukan selama 24 jam. Setelah 24 jam proses fermentasi dihentikan
dengan menambah larutan HgCl2 jenuh (2 tetes). Tabung fermentor lalu
disentrifuse (kecepatan 3000 rpm, 15 menit), supernatan lalu dibuang. Residu
yang didapat lalu ditambahkan 20 ml larutan pepsin-HCl 0.2%. Campuran ini
diinkubasi lagi selama 24 jam (39 oC), sisa pencernaan disaring dengan kertas
saring Whatman No 41 (yang sudah diketahui bobotnya) dengan bantuan pompa
vacum. Residu yang diperoleh dikeringkan di dalam oven 105 oC selama 24 jam
untuk mengetahui bobot BK residu. Setelah ditimbang, sampel residu kemudian
diabukan di dalam tanur 600 oC selama 6 jam. Hal ini dilakukan untuk
mendapatkan bobot abu dan bobot BO sampel residu. Penentuan BK, abu dan BO
dari blanko dan bahan yang tidak difermentasi dilakukan dengan prosedur yang
sama. Untuk menentukan KCBK dan KCBO dapat dihitung dengan rumus :
6
Peubah yang diamati
Peubah yang diamati yaitu konsentrasi NH3, konsentrasi VFA total, populasi
protozoa, populasi bakteri total, sintesis protein mikroba, KCBK, dan KCBO.
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan sidik ragam (ANOVA)
dan untuk mengetahui perbedaan antara perlakuan diuji dengan ortogonal kontras
(Steel and Torrie 1993).
Penelitian ini terdiri atas dua faktor, yaitu Faktor A adalah pemberian
ransum dengan rasio 60:40% antara jerami padi dan konsentrat: A1 = jerami padi
+ konsentrat kontrol (yang biasa digunakan oleh peternak), A2 = jerami padi +
konsentrat optimal (berdasarkan NRC), A3 = jerami padi + konsentrat suboptimal.
Faktor B merupakan perlakuan probiotik yaitu: B1 = tanpa probiotik (0%), B2 =
probiotik padat (0.25% b/b), B3 = probiotik cair (0.10% v/b).
Model matematika yang digunakan adalah:
Yijk = μ + τi + αj + ßk + αjßk + εijk
Keterangan :
Yijk = nilai pengamatan kelompok ke-i, perlakuan pakan ke-j dan perlakuan
probiotik ke-k
μ = nilai rataan umum
τi = pengaruh kelompok (cairan rumen) ke-i
αj = pengaruh perlakuan pakan ke-j
ßk = pengaruh perlakuan penambahan probiotik ke-k
αjßk = pengaruh interaksi antar peubah
εijk = galat percobaan untuk kelompok ke-i, pengaruh pakan ke-j
dan pengaruh perlakuan penambahan probiotik ke-k
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Probiotik
Verschuere et al. (2000) menjelaskan bahwa probiotik adalah mikroba
tambahan yang menguntungkan bagi inang melalui peningkatan nilai nutrisi dari
pakan, peningkatan respon terhadap penyakit atau perbaikan kualitas lingkungan
ambangnya. Kriteria yang perlu dipertimbangkan untuk mendapatkan produk
probiotik dengan pengaruh positif optimal bagi inangnya, diantaranya adalah: (a)
memiliki kemampuan untuk bertahan selama proses pengolahan dan selama waktu
penyimpanan, (b) memiliki karakteristik sensorial yang baik, (c) memiliki
kemampuan menempel dan mengkolonisasi usus, (d) memiliki sifat antagonistik
terhadap mikroba patogen enterik, (e) terbukti memiliki pengaruh menguntungkan
bagi kesehatan inang, (f) produk probiotik diharapkan memiliki jumlah sel hidup
sebesar 107 sampai 109 CFU ml-1 dan (g) total konsumsi produk probiotik sekitar
300 sampai 400 g minggu-1 (Surono 2004). Probiotik yang digunakan dalam
penelitian ini terdiri dari dua jenis yaitu padat dan cair. Komposisi jenis dan
jumlah bakteri pada probiotik dapat dilihat pada Tabel 1.
7
Tabel 1 Jenis dan jumlah mikroba dalam probiotik padat dan cair
Hasil Pengujian Probiotik
Padat (CFU g-1)
Cair (CFU ml-1)
3.9 x 108
1.5 x 1010
9
7.2 x 10
1.1 x 1010
4.9 x 109
7.0 x 105
7
5.6 x 10
1.0 x 1010
4.0 x 105
-
Jenis
Total plate count
Lactobacillus acidophilus
Bifidobacterium sp.
Streptococcus thermophilus
Bacillus sp.
Sumber: Suryahadi dan Tjakradidjaja (2012)
Bifidobacterium sp., Lactobacillus sp. termasuk dalam kategori Bakteri
Asam Laktat (BAL). Bakteri asam laktat memiliki kemampuan sebagai
antimikroba dengan cara memproduksi asam laktat, asam format, dan asam asetat;
oleh karena itu pemberian probiotik yang mengandung BAL dapat meningkatkan
kecernaan pada tubuh ternak (Jenie et al. 2001). Cho (2010) menjelaskan bahwa
Streptococcus thermophilus memiliki sifat homofermentatif yang dapat
memproduksi asam laktat, asam piruvat, dan juga dapat memproduksi asam folat
yang tinggi yang berfungsi sebagai senyawa penting dalam memperbaiki sifat
DNA. penambahan Bacillus sp. dalam ransum dapat memperbaiki produksi ternak
dan efisiensi penggunaan pakan (Supriyati 2008).
Tabel 1 menunjukkan bahwa jumlah sel hidup lebih dari 107 sampai 109
CFU ml-1 sehingga produk probiotik yang digunakan pada penelitian ini
memenuhi syarat sebagai probiotik. Jenis bakteri pada probiotik padat maupun
cair tidak banyak perbedaan, hanya terdapat perbedaan jumlah. Adapun
pemberian probiotik padat yaitu 0.25% (b/b), sedangkan pemberian probiotik cair
yaitu 0.10% (v/b) sehingga jumlah sel hidup pada probiotik padat sebesar 0.975 ×
108 cfu g-1 dan pada probiotik cair yaitu 1.5 × 108 cfu ml-1. Perbedaan pemberian
probiotik padat dan cair tersebut dimaksudkan agar jumlah bakteri yang diberikan
seimbang antara probiotik padat dan cair.
Komposisi Ransum
Ransum yang digunakan yaitu campuran antara jerami padi dan konsentrat
dengan rasio 60:40%. Tabel 2 menunjukkan presentase penggunaan bahan pakan.
Rasio pemberian hijauan dan konsentrat bergantung kepada kualitas hijauan,
perbandingan 60:40% (dalam bahan kering ransum) adalah pemberian yang baik;
jika hijauan yang diberikan berkualitas rendah maka rasio pemberian pakan
menjadi 55:45%; rasio dapat ditingkatkan menjadi 65:35% jika kualitas hijauan
tinggi (Siregar 2008). Berdasarkan tabel NRC (2000), kebutuhan PK sapi potong
dalam fase growing dan finishing dengan bobot 300 sampai 400 kg sebesar 7.4
sampai 14.4% dan kebutuhan TDN sebesar 50 sampai 80%.
Ransum yang digunakan terdiri dari 3 jenis yang didasarkan pada tingkat
kandungan protein kasar yang berbeda, tetapi kandungan TDN yang sama
(isokalori), sehingga terjadi perbedaan rasio energi terhadap protein. Pemberian
ransum dengan level kandungan protein yang berbeda ini dimaksudkan agar
memberikan konsumsi protein yang bebeda pula sehingga berpengaruh terhadap
8
jumlah produksi N mikroba dalam rumen. Arora (1995) menyatakan bahwa
protein didalam pakan akan dihidrolisis oleh mikroba rumen menjadi asam amino,
kemudian amonia yang dibebaskan akan digunakan untuk produksi N mikroba
bersama energi dari VFA.
Tabel 2 Persentase penggunaan bahan pakan
Bahan Pakan
Jerami padi
Dedak padi
Pollard
Onggok
Daun singkong
Daun lamtoro
Jagung
Bungkil kelapa
Bungkil
kedelai
Urea
Molases
Total PK
Total TDN
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Konsentrat Kontrol
Konsentrat Optimal Konsentrat Suboptimal
(PK 10%)
(PK 12%)
(PK 14%)
--------------------------- %BK --------------------------60
60
60
10
11
10
1
1.5
7
5
1
9
5
9
5
8
3
3
2
5
7
2
5.5
6
10
60
1
2
12
60
1
14
60
PK = protein kasar; TDN = total digestible nutrient; BK = bahan kering.
Tabel 3 Analisis proksimat ransum yang digunakan
Kandungan
Nutrien1
BK
Abu
PK
SK
LK
Beta-N
TDN2
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Jerami Padi +
Konsentrat Kontrol
Konsentrat Optimal Konsentrat Suboptimal
(PK 10%)
(PK 12%)
(PK 14%)
--------------------------- %BK --------------------------86.45
83.73
86.35
15.77
17.19
16.58
9.57
14.13
14.61
24.65
25.33
27.24
1.26
1.34
1.54
48.76
42.02
40.02
60.56
60.64
59.34
1Hasil
analisis Labolatorium Pengetahuan Bahan Makan Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian
Bogor (2013); 2Perhitungan nilai TDN (SK>18% dan PK