Ketahanan Biohidrogenasi Minyak Nabati yang Diproteksi dengan Metode Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi secara in vitro

i

KETAHANAN BIOHIDROGENASI MINYAK NABATI YANG
DIPROTEKSI DENGAN METODE SABUN KALSIUM
DAN MIKROENKAPSULASI SECARA IN VITRO

NUR HIDAYAH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Ketahanan
Biohidrogenasi Minyak Nabati yang Diproteksi dengan Metode Sabun Kalsium

dan Mikroenkapsulasi secara in vitro adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun 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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, September 2014
Nur Hidayah
D251120091

iv

RINGKASAN
NUR HIDAYAH. Ketahanan Biohidrogenasi Minyak Nabati yang Diproteksi
dengan Metode Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi secara in vitro. Dibimbing
oleh KOMANG GEDE WIRYAWAN dan SRI SUHARTI.
Suplementasi asam lemak tak jenuh yang bersumber dari minyak nabati
merupakan salah satu strategi nutrisi efektif untuk meningkatkan kualitas daging

sapi potong. Namun demikian, suplementasi ini perlu diberikan dalam bentuk
terproteksi dengan tujuan untuk menghindari proses biohidrogenasi dari mikroba
rumen, penurunan pertumbuhan, aktivitas mikroba, dan kecernaan pakan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh suplementasi tiga jenis minyak
nabati (wijen, kanola, dan flaxseed) yang diproteksi dengan metode berbeda
(tanpa proteksi, sabun kalsium, dan mikroenkapsulasi) secara in vitro. Parameter
yang diamati mulai dari karakteristik produk (rendemen dan profil asam lemak
produk), karakteristik fermentasi (nilai pH, konsentrasi NH3, konsentrasi VFA
total & parsial, kecernaan bahan kering (KCBK) dan kecernaan bahan organik
(KCBO)), populasi mikroba rumen (protozoa dan bakteri total), perhitungan
produksi metan dan keseimbangan hidrogen, serta profil asam lemak rumen.
Sumber cairan rumen yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari tiga
ekor sapi Peranakan Ongole berfistula di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Cibinong, Bogor yang sudah mendapatkan Ethical Approval dari Animal Care
and Use Committee (ACUC) IPB dengan nomor 01-2013 IPB. Minyak nabati
wijen, kanola, dan flaxseed secara berurutan produksi dari CV. MH Farm Bogor,
Golden Bridge, Green Tosca. Ransum penelitian yang digunakan terdiri atas 60%
hijauan (rumput gajah) dan 40% konsentrat dengan energi (TDN 69-74%) dan
protein (PK 15-17%). Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan
Acak Kelompok pola faktorial dengan 2 faktor dan 3 kelompok berdasarkan

pengambilan cairan rumen. Faktor pertama yaitu jenis minyak nabati (wijen,
kanola, dan flaxseed) dan faktor kedua yaitu jenis metode proteksi (tanpa proteksi,
sabun kalsium, dan mikroenkapsulasi). Data profil asam lemak cairan rumen
dianalisa secara deskriptif dan data karakteristik fermentasi, populasi mikroba,
produksi metan dan keseimbangan hidrogen dianalisa secara statistik
menggunakan analisis ragam (ANOVA). Perbedaan nyata diantara rataan
perlakuan dilakukan uji lanjut DUNCAN.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa terjadi interaksi antara jenis minyak
nabati dan metode proteksi pada produksi VFA total, proporsi VFA parsial,
produksi metan, dan penggunaan H2. Suplementasi minyak flaxseed yang
diproteksi dengan metode sabun kalsium sangat nyata meningkatkan VFA total,
sementara itu suplementasi minyak flaxseed yang diproteksi dengan metode
mikroenkapsulasi menghasilkan proporsi propionat dan penggunaan H 2 tertinggi
serta rasio A:P dan produksi metan terendah. Penggunaan jenis minyak nabati
yang berbeda tidak berpengaruh terhadap karakteristik fermentasi, populasi
mikroba rumen, dan produksi metan. Metode proteksi mikroenkapsulasi nyata
meningkatkan konsentrasi NH3 rumen. Minyak wijen dan metode proteksi
mikroenkapsulasi mampu mempertahankan C18:1 terbanyak dibandingkan
dengan jenis minyak dan metode proteksi yang lainnya. Kesimpulan dari
penelitian ini yaitu minyak flaxseed dan sabun kalsium merupakan jenis minyak

v

nabati dan metode proteksi terbaik dalam mengoptimalkan fermentasi rumen,
sedangkan minyak wijen dan metode proteksi mikroenkapsulasi memiliki
ketahanan terbaik dalam proses biohidrogenasi rumen.
Kata kunci: biohidrogenasi, minyak nabati, sabun kalsium, mikroenkapsulasi

vi

SUMMARY
NUR HIDAYAH. Resistancy Biohydrogenation of Protected Vegetable Oils with
Calcium Soap and Microencapsulation Methods in vitro. Supervised by
KOMANG GEDE WIRYAWAN and SRI SUHARTI.
Supplementation of high unsaturated fatty acids from vegetable oil was
effective nutrition strategy to increase beef quality. However, this oil needs to be
protected prior to supplementation to avoid biohydrogenation process by rumen
microbes, to decrease rumen microbial growth, microbial activity, and feed
digestibility. The objective of this research was to evaluate the effects of
supplementation of three sources of vegetable oils (sesame, canola, and flaxseed)

protected using different methods (non protected, calcium soap, and
microencapsulation) in vitro. Variables observed were characteristics of product
(yield and fatty acid profile), fermentation characteristics (pH value, N-NH3, total
and molar proportion of VFA, dry matter and organic matter digestibility, rumen
microbial population (protozoa and total bacteria), calculation of methane
production and hidrogen balance, and profile of rumen fatty acid.
The rumen fluid for this experiment was collected from the rumen of three
fistulated Ongole crossbred beef cattle belong to the Research Center for
Biotechnology with Ethical Approval from Animal Care and Use Commttee
(AUAC) 01-2013b IPB. The sesame oil, canola oil, and flaxseed oil were
produced by MH. Farm Bogor Company, Golden Bridge, and Green Tosca,
respectively. The substrate for in vitro fermentation contained 60% king grass and
40% concentrate mixture with 15-17 % CP and 69-74% TDN. The experiment
was conducted in a factorial randomized block design with 2 factors and 3 blocks
based on rumen sampling time. The first factor was sources of vegetable oils
(sesame, canola, and flaxseed) and the second factor was protection methods (non
protected, calcium soap, and microencapsulation). Data profile of rumen fatty acid
was tested using descriptive analysis and data of characteristics fermentation,
microbial population, methan production, and hidrogen balance were tested using
Analysis of Variance (ANOVA) and the differences among treatments means

were examined by Duncan Multiple Range Test.
The result showed that there was interaction between sources of vegetable
oil and protection methods on total VFA concentration, molar proportion of VFA,
methane production and H2 utilization. The supplementation of calcium soap
flaxseed oil significantly increased total VFA production, while the
supplementation of microencapsulated flaxseed oil had the highest propionate
concentration and H2 utilization, the lowest A:P ratio and methane production.
The different of vegetable oils did not affect all variables measured. The
protection method using microencapsulation significantly increased N-NH3
concentration. Sesame oil and microencapsulation method can maintain the
greatest C18:1 than others vegetable oil and protection methods. It is concluded
that flaxseed oil and calcium soap method were the best source of vegetable oil
and protection method to optimize rumen fermentation, whereas sesame oil and
microencapsulation method were the best to maintain fatty acid from rumen
biohydrogenation process.

vii

Keywords: biohydrogenation, vegetable oil, calcium soap, microencapsulation

viii

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

ix

KETAHANAN BIOHIDROGENASI MINYAK NABATI YANG
DIPROTEKSI DENGAN METODE SABUN KALSIUM
DAN MIKROENKAPSULASI SECARA IN VITRO

NUR HDAYAH

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

x

Penguji luar komisi pada Ujian Tesis : Prof. Dr. Ir. Dewi Apri Astuti, MS

xi

Judul Tesis : Ketahanan Biohidrogenasi Minyak Nabati yang Diproteksi dengan
Metode Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi secara in vitro
Nama

: Nur Hidayah

NIM

: D251120091

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Prof Dr Ir Komang G. Wiryawan
Ketua

Dr Sri Suharti, SPt MSi
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Pakan

Dr Ir Dwierra Evvyernie A, MS MSc

Tanggal Ujian:

Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Lulus:

xii

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juli 2013 sampai April
2014 ini ialah ketahanan pangan, dengan judul Ketahanan Biohidrogenasi Minyak
Nabati yang Diproteksi dengan Metode Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi
secara in vitro. Sebagian hasil penelitian ini dipublikasikan di jurnal ilmiah Media

Peternakan volume 37 tahun 2014 dengan judul “In vitro Rumen Fermentation of
Ration Supplemented with Protected Vegetable Oils” dan telah diseminarkan pada
kegiatan The 9th International Student Conference di Universitas Ibaraki Japan
pada bulan Desember 2013 dengan judul “Supplementatition of Encapsulated
Vegetable Oils with Calcium Soap and Microencapsulation Methods to Increase
the Quality of Beef on in vitro”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. Komang G. Wiryawan
dan Dr. Sri Suharti, S.Pt, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah banyak
memberi bimbingan, saran, dan motivasi sehingga penelitian dan tesis ini dapat
diselesaikan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Sri Suharti. S.Pt. M.Si
atas bantuan finansialnya melalui dana Hibah BOPTN IPB tahun 2013 dengan
No. 2013. 089. 521219 selama penelitian. Terima kasih penulis ucapkan kepada
Prof. Dr. Ir. Dewi Apri Astuti, MS selaku dosen penguji sidang yang telah banyak
memberi saran dan masukan kepada penulis dan Program Studi Ilmu Nutrisi dan
Teknologi Pakan Pascasarjana IPB yang telah banyak membantu penulis selama
masa studi.
Ucapan terima kasih sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada Ibu dan
Bapak atas segala kepercayaan, keikhlasan, kasih sayang, dan doa yang tiada henti
selalu menguatkan dan memotivasi penulis selama menuntut ilmu. Teman-teman
Pascasarjana INP 2012 dan kos Nerita terima kasih atas motivasi, kenangan
manis, dan kebersamaan singkat yang telah terjalin namun begitu bermakna.
Kepada Bu Dian, Bu Yani, dan Indriyani Marcellina yang telah banyak membantu
selama penelitian. Terimakasih atas bantuan dari semua pihak yang tidak dapat
penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah selalu membalas amal baiknya dan
semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Aamiin.

Bogor, September 2014
Nur Hidayah
D251120091

xiii

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR GAMBAR

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

xv

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
2
2

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Materi
Metode

2
2
2
4

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Produk Proteksi Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi dari
Minyak Wijen, Kanola, dan Flexseed
Karakteristik Fermentasi
Nilai pH Rumen
Konsentrasi Amonia
Produksi VFA Total dan Parsial serta Produksi Metan dan
Keseimbangan Hidrogen
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik
Populasi Mikroba Rumen
Populasi Protozoa
Populasi Bakteri Total
Profil Asam Lemak Rumen

8

14
17
18
18
20
21

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran

24
24
24

DAFTAR PUSTAKA

25

LAMPIRAN

30

RIWAYAT HIDUP

38

8
11
11
12

xiv

DAFTAR TABEL
1 Susunan konsentrat
2 Kandungan nutrien ransum penelitian bedasarkan bahan kering dengan
rasio hijauan dan konsentrat 60% : 40%
3 Rendemen dan profil asam lemak minyak, sabun kalsium, dan
mikroenkapsulasi minyak wijen, kanola, dan flexseed
4 Besarnya Penurunan Rendeman dan Profil Asam Lemak dari Minyak
sampai terbentuknya Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi
5 Nilai pH rumen dari penggunaan jenis minyak nabati dan metode
proteksi yang berbeda
6 Konsentrasi NH3 dari penggunaan jenis minyak nabati dan metode
proteksi yang berbeda
7 Kadar VFA total dan proporsi vfa parsial cairan rumen dari penggunaan
jenis minyak nabati dan metode proteksi yang berbeda
8 Produksi gas metan dari penggunaan jenis minyak nabati dan metode
proteksi yang berbeda
9 Keseimbangan hidrogen dari penggunaan jenis minyak nabati dan
metode proteksi yang berbeda
10 Nilai kecernaan bahan kering dari penggunaan jenis minyak nabati dan
metode proteksi yang berbeda
11 Nilai kecernaan bahan organik dari penggunaan jenis minyak nabati dan
metode proteksi yang berbeda
12 Populasi protozoa dari penggunaan jenis minyak nabati dan metode
proteksi yang berbeda
13 Populasi bakteri dari penggunaan jenis minyak nabati dan metode
proteksi yang berbeda
14 Profil asam lemak cairan rumen pada inkubasi 0 dan 4 jam dari
penggunaan jenis minyak nabati dan metode proteksi yang berbeda

3
4
10
11
11
12
15
16
16
18
18
19
20
22

DAFTAR GAMBAR
1 Tahapan proses mikroenkapsulasi
2 Desain rancangan percobaan
3 Karakteristik Produk Sabun Kalsium dan Mikroenkapsulasi minyak
wijen, kanola, dan flaxseed

5
8
9

xv

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap nilai pH rumen

30

Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap nilai NH3 rumen
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap VFA total
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap proporsi asetat
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap proporsi propionat
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap proporsi butirat
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap proporsi isovalerat
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap proporsi valerat
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap rasio A:P
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap produksi metan
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap keseimbangan
hidrogen
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap produksi H2
Hasil analisa dan uji lanjut pengaruh perlakuan terhadap penggunaan H2
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap KCBK
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap KCBO
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap populasi protozoa
Hasil analisa pengaruh perlakuan terhadap populasi bakteri total

30
31
32
32
33
33
34
34
35
35
35
36
36
37
37
37

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Konsumsi daging sapi nasional tidak sebanding dengan produksi dalam
negeri karena diprediksikan pada tahun 2014 daging sapi masih mengalami defisit
sebesar 40 000 ton (Suryowati 2013). Dalam rangka menekan impor daging sapi
pemerintah menargetkan peningkatan populasi dan produktivitas sapi potong
sebesar 23% pada tahun 2014. Peningkatan produktivitas ternak seharusnya juga
diikuti dengan peningkatan kualitas daging sapi yang dihasilkan, karena daging
sapi mengandung asam lemak jenuh tinggi yang sering dihindari masyarakat
karena berpotensi menimbulkan penyakit jantung koroner dan kanker.
Kandungan asam lemak jenuh yang tinggi ini terjadi secara alami karena
adanya proses biohidrogenasi mikroba rumen yang mengubah asam lemak tak
jenuh pada pakan menjadi asam lemak jenuh. Proses biohidrogenasi ini
merupakan mekanisme detoksifikasi mikroba yang bertujuan untuk menghindari
efek bakteriostatik dari asam lemak tak jenuh yang dapat mengganggu integritas
sel dan menghambat pertumbuhan mikroba (Maia et al. 2010). Oleh sebab itu
perlu dilakukan upaya yang dapat mengurangi kandungan asam lemak jenuh
daging sapi sehingga lebih aman untuk kesehatan.
Salah satu strategi efektif yang dapat dilakukan adalah suplementasi asam
lemak tak jenuh yang bersumber dari minyak nabati. Banyak sekali minyak nabati
yang mengandung asam lemak tak jenuh cukup tinggi antara lain minyak wijen,
kanola, dan flaxseed (biji rami). Hasil penelitian Amalia (2009) melaporkan
bahwa dengan proses ekstraksi pada suhu 40 oC minyak wijen mengandung asam
stearat 5.28%; oleat 37.87%; linoleat 46.03%; dan linolenat 0.31%. Minyak
kanola mengandung asam stearat 1.8%, oleat 60.9%; linoleat 21%; dan linolenat
8.8% (O’Brien 2009). Minyak flaxseed mengandung asam lemak jenuh 9%,
MUFA 18%, linoleat 16%, dan linolenat 57% (Edwards 2007). Hasil penelitian
Duckett dan Gillis (2010) melaporkan bahwa penambahan minyak kanola sebesar
4% didalam susunan ransum mampu meningkatkan (P