Pengaruh Jenis, Ukuran, dan Konsentrasi Arang sebagai Penurun Gas Metana pada Fermentasi Pakan Ternak Secara In Vitro

PEN
NGARUH
H JENIS,, UKURA
AN, DAN KONSEN
K
NTRASI A
ARANG
SE
EBAGAI PENURU
UN GAS METANA
M
A PADA FERMEN
NTASI
PAKAN TERNAK
K SECAR
RA IN VIITRO

MUHAL
LI ROSID
DIN

DEPARTE
D
EMEN KIMIA
K
ULTAS MATEMA
M
ATIKA DA
AN ILMU
U PENGE
ETAHUA
AN ALAM
M
FAKU
INSTIITUT PER
RTANIAN BOGO
OR
BO
OGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Jenis,
Ukuran, dan Konsentrasi Arang Sebagai Penurun Gas Metana pada Fermentasi
Pakan Ternak Secara In Vitro adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi
manapun. 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 saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, September 2013
Muhali Rosidin
NIM G44090060

 

ABSTRAK
MUHALI ROSIDIN. Pengaruh Jenis, Ukuran, dan Konsentrasi Arang Sebagai

Penurun Gas Metana pada Fermentasi Pakan Ternak Secara In Vitro. Dibimbing
Oleh RUDI HERYANTO dan ELIZABETH WINA.
Emisi gas metana yang dihasilkan dari fermentasi pakan ternak ruminansia
berkontribusi pada pemanasan global. Pada penelitian ini dievaluasi pengaruh
pemberian arang yang berasal dari tempurung kelapa dan tandan kosong kelapa
sawit pada fermentasi pakan ternak. Rancangan percobaan faktorial digunakan
untuk menganalisis pengaruh jenis, ukuran, dan konsentrasi arang dalam
menurunkan gas metana selama fermentasi pakan secara in vitro. Parameter
fermentasi pakan yang diukur adalah rasio produksi gas total, gas metana, dan
amonia yang dianalisis menggunakan Design Expert 8.07.1 trial version. Faktor
jenis arang berpengaruh nyata pada rasio gas total, gas metana, dan amonia.
Faktor ukuran dan konsentrasi berpengaruh nyata pada rasio gas metana dan
amonia tetapi tidak pada rasio gas total. Kondisi optimum gas total, gas metana,
dan amonia yang diperoleh adalah pakan yang ditambahkan arang tempurung
kelapa dengan ukuran dan konsentrasi (1.4 mm−0.05 mg/mL) berturut-turut
sebesar 81.4579 mL, 32.6819 mL, dan 0.3404 g/mL.
Kata kunci: arang tandan kosong kelapa sawit, arang tempurung kelapa, Design
Expert 8.07.1 trial version, faktorial, gas metana

ABSTRACT

MUHALI ROSIDIN. Effects of Charcoal Type, Size, and Concentration for
Methane Mitigation in Livestock Feed In Vitro. Supervised by RUDI
HERYANTO dan ELIZABETH WINA.
Methane emission produced by feed fermentation in ruminants contributes
in global warming. This study evaluated the effects of charcoal addition from
coconut shells and empty fruit bunches of oil palm in feed fermentation. Factorial
experimental design was used to analyze the effect of type, size, and concentration
of charcoal in reducing methane during in vitro fermentation of feed. Feed
fermentation parameters measured were total gas production, methane, and
ammonia analyzed using Design Expert 8.07.1 trial version. The type of charcoal
significantly affected the ratio of total gas, methane, and ammonia. The size and
concentration factors significantly affected the ratio of methane and ammonia but
not to total gas ratio. The optimum conditions of total gas, methane, and ammonia
obtained were the addition of coconut shell charcoal with size and concentration
(1.4 mm−0.05 mg/mL) of 81.4579 mL, 32.6819 mL, and 0.3404 g/mL
respectively.
Key words: coconut shells charcoal, Design Expert 8.07.1 trial version, factorial,
methane, oil palm empty fruit bunches charcoal

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2013

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 yang wajar IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

vi

 

PENGARUH JENIS, UKURAN, DAN KONSENTRASI ARANG
SEBAGAI PENURUN GAS METANA PADA FERMENTASI
PAKAN TERNAK SECARA IN VITRO

MUHALI ROSIDIN

Skripsi

sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi

Nama
NIM

Pengaruh Jenis, Ukuran, dan Konsentrasi Arang sebagai
Penurun Oas Metana pada Fennentasi Pakan Ternak Secara In
Vitro
Muhali Rosidin

044090060

Disetujui oleh

r Elizabeth Wina, MSc
Pembimbing 2

Diketahui oleh

MS

Tanggal Lulus:

0 4 SEp· lU13

Judul Skripsi : Pengaruh Jenis, Ukuran, dan Konsentrasi Arang sebagai
Penurun Gas Metana pada Fermentasi Pakan Ternak Secara In
Vitro
Nama

: Muhali Rosidin
NIM
: G44090060

Disetujui oleh

Rudi Heryanto, SSi MSi
Pembimbing 1

Dr Elizabeth Wina, MSc
Pembimbing 2

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen Kimia

Tanggal Lulus:

 

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga laporan hasil yang berjudul
Pengaruh Jenis, Ukuran, dan Konsentrasi Arang Sebagai Penurun Gas Metana
pada Fermentasi Pakan Ternak Secara In Vitro sebagai salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Rudi Heryanto, SSi MSi dan Dr
Elizabeth Wina, MSc selaku pembimbing yang telah memberikan arahan dan
bimbingan selama penelitian. Penulis juga berterima kasih kepada Pak Helmi
sebagai kepala Laboratorium Teknologi Pakan, Ibu Ema, Ibu Nila dan Ibu Eka
atas fasilitas, bantuan dan masukan selama penelitian. Ucapan terima kasih pun
penulis sampaikan kepada orang tua dan kakak yang telah membantu mendanai
penelitian serta teman-teman Kimia 46 IPB atas segala doa yang diberikan kepada
penulis. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca.

Bogor, September 2013
Muhali Rosidin

 

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
ix 
DAFTAR GAMBAR
ix 
DAFTAR LAMPIRAN
ix 
PENDAHULUAN
1 
Latar Belakang
1 
Tujuan Penelitian
2 
METODE
2 
Bahan dan Alat
2 
Metode Penelitian

2 
Pembuatan Arang
2 
Penentuan Proksimat
3 
Rancangan Percobaan
3 
Penentuan Gas Total dan Metana pada Fermentasi Pakan (Makkar et al.
1995)
4 
Penentuan Kecernaan Bahan Kering (KCBK) dan Organik (KCBO)
4 
Penentuan Konsentrasi Amonia (Conway 1957)
4 
HASIL DAN PEMBAHASAN
5 
Rendemen Arang, Kadar Proksimat Pakan, Arang Tempurung Kelapa,
dan Tandan Kosong Kelapa Sawit
5 
Pengaruh Ukuran dan Konsentrasi Arang terhadap
6 
Nisbah Gas Total dan Gas Metana
6 
Potensi Arang sebagai Penurun Gas Metana selama Fermentasi Pakan
secara In Vitro
8 
Pengaruh Penambahan Arang terhadap Nisbah pH, Amonia, Kecernaan
Bahan Kering dan Bahan Organik
9 
Pengaruh Parameter Kondisi Fermentasi Pakan Sapi terhadap Gas Total,
Gas Metana, dan Amonia
11 
Kondisi Optimum Teoritis Fermentasi Pakan Ternak secara
13 
In Vitro
13 
SIMPULAN DAN SARAN
15 
Simpulan
15 
Saran
15 
DAFTAR PUSTAKA
15 
LAMPIRAN
17 
RIWAYAT HIDUP
31 

 

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5

Rancangan percobaan faktorial optimisasi penurunan gas metana
3
Proksimat sampel pakan
5
Pengaruh penambahan arang tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada
produksi gas total dan metana pada fermentasi pakan 48 jam
7
Pengaruh penambahan arang tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada
parameter fermentasi pakan setelah inkubasi 48 jam
10
Nisbah gas total, gas metana, dan amonia pada tiap kondisi percobaan
12

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4

Proses oksidasi gas metana oleh bakteri metanotrof
Contour plot nisbah gas total terhadap kontrol pada penambahan arang
tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada fermentasi pakan 48 jam
Contour plot nisbah gas metana terhadap kontrol pada penambahan arang
tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada fermentasi pakan 48 jam
Contour plot nisbah amonia terhadap kontrol pada penambahan arang
tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada fermentasi pakan 48 jam

8
13
14
14

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4

5

6
7
8

Komposisi larutan media inkubasi
Komposisi pakan
Rendemen dan proksimat pakan
Volume gas total (a), gas metana (b), pH & amonia (c), dan KCBK &
KCBO (d) pada fermentasi pakan dengan perlakuan arang tempurung
kelapa setelah inkubasi 48 jam
Volume gas total (a), gas metana (b), pH & amonia (c), dan KCBK &
KCBO (d) pada fermentasi pakan dengan perlakuan arang TKKS setelah
inkubasi 48 jam
Keluaran analisis ragam (ANOVA) dan penentuan model tingkat pengaruh
faktor program Design Expert 8.07.1 trial version
Keluaran optimasi Design Expert 8.07.1 trial version
Hasil pengujian kondisi fermentasi optimum arang tempurung kelapa pada
ukuran dan konsentrasi (1.5 mm−0.05 mg/mL)

17
17
17

18

20
22
29
30

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ternak ruminansia seperti sapi turut berperan dalam peningkatan efek
rumah kaca karena gas metana yang dihasilkannya selama fermentasi pakan
berserat di dalam rumen. Efek rumah kaca dapat meningkatkan suhu bumi.
Produksi gas metana dalam rumen merupakan kehilangan energi dan akibat tidak
efisiennya penggunaan pakan oleh ternak. Menurut Haryanto dan Thalib (2009),
energi dalam bentuk gas metana yang dihasilkan ternak dari fermentasi rumen
dapat mencapai angka sekitar 2 hingga 15% dari total energi yang dimakan ternak.
Secara global, aktivitas peternakan dunia memberikan kontribusi sebesar 12% dari
total emisi dunia (Dourmad et al. 2008). Proporsi setiap gas sangat bergantung
pada jenis ternak, jenis pakan dan waktu setelah diberi pakan. Gas metana
terbentuk melalui proses metanogenesis, reduksi CO2 oleh H2 yang dikatalisis oleh
enzim yang dihasilkan oleh bakteri metanogenik yang dikeluarkan melalui eruksi
(sendawa), pernapasan, dan anus.
Penurunan gas metana bertujuan mengurangi efek pemanasan global.
Penelitian yang pernah dilakukan untuk mengurangi emisi gas metana pada ternak
baik secara in vitro maupun in vivo dikembangkan dengan memanfaatkan arang
sekam padi sebagai adsorben (Leng et al. 2012). Hasilnya menunjukkan bahwa
penambahan arang sekam padi dengan konsentrasi 1% pada bahan kering gaplek
singkong menurunkan produksi gas metana sebesar 11−13%. Produksi gas metana
hasil fermentasi bahan kering gaplek singkong terlarut direduksi sebesar 5% dari
perlakuan aktivasi daripada tanpa aktivasi. Leng et al. (2012) juga melaporkan
bahwa penambahan arang sekam padi 0.62% ke dalam bahan kering daun
singkong mampu menaikkan bobot ternak sebesar 25% dari bobot awal sekitar
80−100 kg selama 98 hari dan cenderung menurun, saat nitrat digantikan oleh
urea sebagai sumber nitrogen. Penurunan gas metana disebabkan oleh adanya
bakteri metanotrof yang memiliki kemampuan mengoksidasi gas metana menjadi
gas karbon dioksida. Struktur berpori pada arang dapat dijadikan sebagai habitat
mikroba terutama jenis metanotrof.
Penelitian ini menggunakan arang dari tempurung kelapa dan tandan kosong
kelapa sawit (TKKS). Kedua jenis bahan tersebut berpotensi dijadikan sebagai
arang dengan biaya produksi yang cukup murah dengan menghasilkan rendemen
arang sekitar 31.58% untuk arang tempurung kelapa (Hadi 2011).dan sekitar
41.56% untuk TKKS (Sukiran et al. 2011). Penggunaan berbagai jenis arang
sebagai aditif pakan yang mampu menurunkan gas metana pada ternak masih
jarang digunakan sehingga perlu dilakukan penelitian terlebih dahulu secara in
vitro. Dengan demikian, pada penelitian ini dapat dipelajari pengaruh
penambahan arang pada pakan ternak dengan ukuran dan konsentrasi yang diuji
dalam menurunkan gas metana secara optimum serta pengaruhnya terhadap
parameter fermentasi seperti pH, amonia, kecernaan bahan kering dan organik.

2

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh jenis, ukuran, dan
konsentrasi arang dalam menurunkan gas metana sebagai hasil fermentasi pakan
ternak secara in vitro dengan menggunakan rancangan percobaan faktorial.
Pengaruh yang ditimbulkan terhadap parameter kondisi fermentasi pakan juga
ditentukan.

METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah tempurung kelapa,
TKKS, pakan buatan (Lampiran 2), dan cairan rumen sapi segar dari sapi perah
Frisian holstein. Larutan pereaksi yang digunakan meliputi larutan bufer
bikarbonat, larutan makromineral dan mikromineral, larutan resazurin, akuades,
larutan agen pereduksi, larutan HCl 0.01 N, indikator hijau
bromkresol:merahmetil (3:1), asam borat 3%, NaOH 20%, dan gas CO2.
Alat-alat yang digunakan meliputi perangkat lunak berdasarkan Design
Expert versi 8.07.1, peralatan kaca, neraca analitik, penangas air, oven, titrator,
cawan conway, tanur, mesin penggiling dan pengayak, pH meter, cawan masir,
termometer, pengukur gas, dan botol in vitro.
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu pembuatan arang,
penentuan proksimat pakan, fermentasi pakan pada berbagai perlakuan jenis
arang, dan penentuan kondisi optimum dengan perangkat lunak Design Expert
8.07.1 trial version.
Pembuatan Arang
Jenis arang yang digunakan adalah tempurung kelapa yang diperoleh dari
Kabupaten Pangandaran dan TKKS dari perkebunan kelapa sawit Kabupaten
Bogor. Kedua sampel telah dikeringkan dan ditentukan bobot awalnya,
dimasukkan ke dalam drum berbeda yang disusun demikian rupa dan dituangkan
minyak tanah sedikit demi sedikit pada lapisan pertama sampel agar mudah
terbakar. Sesudah bahan baku menyala dan diperkirakan tidak akan padam, sisa
sampel disusun lagi dalam drum hingga penuh. Penutup drum dipasang setelah
semua sampel tersusun, tetapi lubang cerobong asap masih terbuka. Pengarangan
dianggap selesai apabila asap yang keluar dari cerobong menipis dan berwarna
kebiru-biruan. Selanjutnya drum didinginkan selama 24 jam dan arang dihitung
rendemennya. Arang tersebut digiling dan diayak sehingga diperoleh ukuran 0.5,
1, dan 1.5 mm.
Perhitungan:
Rendemen =
×100%

3

Penentuan Proksimat
Penentuan proksimat dilakukan terhadap sampel pakan ternak, arang
tempurung kelapa dan TKKS, yang meliputi penentuan kadar air dan abu sesuai
dengan metode AOAC (2007). Penentuan protein, lemak, serat kasar, total energi,
dan kandungan mikromineral menggunakan jasa analisis Laboratorium Proksimat,
Balai Penelitian Ternak Ciawi.
Rancangan Percobaan
Optimisasi pengaruh penurunan gas metana terhadap hasil fermentasi pakan
ternak, menggunakan rancangan percobaan faktorial 23 dari perangkat lunak
Design Expert 8.07.1 trial version. Respons dihitung sebagai hasil fermentasi
pakan berupa nisbah gas total, gas metana, dan amonia dengan membagi hasil
dengan kontrol perlakuan. Masing-masing peubah terdiri atas 2 level (minimum
dan maksimum). Faktor-faktor yang dioptimisasi adalah jenis arang, ukuran
arang, dan konsentrasinya. Jenis arang yang diuji terhadap sampel yaitu
tempurung kelapa dan TKKS, ukuran arang diuji pada rentang 0.5−1.5 mm, dan
konsentrasi arang diuji pada rentang 0.05−0.15 mg/mL. Matriks rancangan
percobaan ditampilkan pada Tabel 1. Rancangan percobaan digunakan untuk
menghimpun dan menganalisis informasi pengaruh yang ditimbulkan dari variabel
proses fermentasi pakan ternak terhadap nisbah gas total, gas metana, dan amonia
yang dihasilkan dengan cepat dan lebih efisien.
Tabel 1 Rancangan percobaan faktorial optimisasi penurunan gas metana
Run

Jenis Arang

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

TKKS
Tempurung kelapa
TKKS
TKKS
TKKS
Tempurung kelapa
TKKS
Tempurung kelapa
Tempurung kelapa
Tempurung kelapa
TKKS
TKKS
Tempurung kelapa
Tempurung kelapa
Tempurung kelapa
Tempurung kelapa
TKKS
Tempurung kelapa
Tempurung kelapa
TKKS
TKKS
TKKS

Ukuran arang
(mm)
0.5
1.0
0.5
0.5
1.5
0.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.0
0.5
1.0
0.5
1.5
1.0
1.5
0.5

Konsentrasi arang
(mg/mL)
0.05
0.10
0.15
0.05
0.15
0.15
0.15
0.15
0.05
0.05
0.10
0.05
0.05
0.10
0.10
0.15
0.10
0.05
0.15
0.10
0.05
0.15

4

Penentuan Gas Total dan Metana pada Fermentasi Pakan (Makkar et al.
1995)
Penentuan total gas pada fermentasi pakan dilakukan dengan membuat
larutan sampel, kontrol, dan blangko. Fermentasi dilakukan dengan meragamkan
3 peubah, yaitu jenis arang (tempurung kelapa dan TKKS), ukuran partikel arang
(0.5, 1, dan 1.5 mm), dan konsentrasi arang (0.05, 0.10, dan 0.15 mg/mL substrat
kering). Larutan sampel dibuat dengan menimbang 0.5 g serbuk pakan ternak
dimasukkan ke dalam botol in vitro. Selanjutnya ditambahkan arang dengan
ukuran dan konsentrasi yang telah divariasikan. Larutan kontrol dibuat tanpa
penambahan arang, sedangkan larutan blangko hanya berisi larutan media
fermentasi. Setelah itu, botol berisi sampel, kontrol, dan blangko ditambahkan 50
mL larutan media fermentasi dan dialiri gas CO2 selama 15 detik. Setiap botol
ditutup rapat dan diinkubasi dalam penangas air suhu 39°C. Percobaan dilakukan
sebanyak 3 kali ulangan. Pengukuran gas dilakukan setiap 3, 6, 9, 12, 15, 24, 30,
dan 48 jam menggunakan syringe gas yang disuntikan pada tutup karet botol in
vitro. Gas total yang diperoleh selanjutnya ditentukan kandungan gas metananya
dengan mengalirkan gas total dalam syringe pada selang yang terhubung dengan
larutan NaOH 5 N dan syringe gas lainnya.
Penentuan Kecernaan Bahan Kering (KCBK) dan Organik (KCBO)
Sampel, kontrol, dan blangko yang telah difermentasi lalu disaring dengan
cawan masir yang telah diketahui bobotnya pada kondisi vakum. Endapan yang
diperoleh dikeringkan dalam oven suhu 105 °C. Setelah 24 jam, cawan masir yang
berisi sampel, kontrol, dan blangko yang telah didinginkan ditimbang bobot
akhirnya sehingga diperoleh kadar air. Hal ini dilakukan beberapa kali sampai
diperoleh bobot konstan.
Cawan masir yang berisi sampel, kontrol, dan blangko kemudian dimasukan
ke dalam tanur selama 24 jam bersuhu 600 °C dan ditentukan kadar abu. Nilai
KCBK dan KCBO dihitung dengan rumus:
%

KCBK =
KCBO =

%

Penentuan Konsentrasi Amonia (Conway 1957)
Sebanyak 3 mL larutan asam borat 3% dimasukkan ke bagian tengah cawan
conway dan diberi 1 tetes indikator hijau bromkresol hijau:merah metil (3:1).
Pada salah satu ujung alur cawan diberi 2 mL NaOH 20% dan ujung lainnya
diberi 2 mL larutan supernatan hasil fermentasi. Tutup cawan yang telah diberi
olesan vaselin dipasang hingga menutupi secara rapat lalu cawan digoyanggoyangkan perlahan hingga sampel bereaksi dengan NaOH. Setelah itu cawan
tersebut dibiarkan selama 24 jam pada suhu ruang. Setelah itu, larutan asam borat
dititrasi menggunakan HCl 0.0116 N hingga larutan berubah dari biru menjadi
merah muda.
Perhitungan:
V
H
L
.H
N
[Amonia] (g/mL) =
7
)
V

L

5

 

HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen Arang, Kadar Proksimat Pakan, Arang Tempurung Kelapa, dan
Tandan Kosong Kelapa Sawit
Pembuatan arang tempurung kelapa dan TKKS menggunakan metode
Drum. Rendemen arang yang dihasilkan arang tempurung kelapa dan TKKS pada
penelitian ini diperoleh berturut-turut sebesar 35.57% dan 19.97% berat kering.
Rendemen arang tempurung kelapa yang dihasilkan lebih tinggi dari penelitian
sebelumnya. Hadi (2011) melaporkan bahwa rendemen arang tempurung kelapa
adalah 31.58%. Berbeda halnya pada rendemen arang TKKS yang diperoleh lebih
rendah daripada penelitian sebelumnya. Sukiran et al. (2011) melaporkan bahwa
rendemen tertinggi arang TKKS sebesar 41.56% pada suhu optimum pirolisis 300
°C. Rendemen arang TKKS yang rendah disebabkan karena tidak
memungkinkannya pembuatan arang dalam drum. Sehingga pembuatan arang
dilakukan pada udara terbuka dan banyak dihasilkan abu.
Penentuan proksimat sampel pakan dapat digunakan untuk mengetahui
kandungan makromolekul dan mineral. Sampel pakan ternak yang digunakan
dalam penelitian ini dibuat sendiri dan dilakukan pengayakan dengan ukuran
sekitar 1 mm, dengan komposisi seperti pada Lampiran 2. Analisis proksimat
selain kadar air dan abu, dilakukan di Laboratorium Proksimat, Balai Penelitian
Ternak Ciawi. Hasil penentuan kadar proksimat sampel pakan ternak
menunjukkan bahwa kandungan air, protein, dan lemak telah mencukupi SNI
pakan sapi perah yang diterbitkan BSN 01−3148−2009. Berikut merupakan kadar
prokimat sampel pakan yang ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2 Proksimat sampel pakan
Sampel

Pakan

Parameter

Hasil (%)

SNI

Kadar air

12.48

Maks. 14

Protein kasar

17.53

14-21

Lemak

7.15

7-12

Gross Energy

4060

-

Serat kasar

16.9

-

Kadar abu

3.45

8-10

Ca

0.07

0.4-1.2

P

0.17

0.4-0.8

Kadar air pada pakan ternak yang diperoleh pada penelitian adalah 12.48%.
Nilai tersebut masih di bawah yang ditetapkan oleh SNI, yaitu 14%. Hal ini
berkaitan dengan daya simpan dan kualitas pakan, sampel yang tinggi kadar
airnya menyebabkan daya simpan menurun dan rusak oleh tumbuhnya jamur.
Hasil penelitian diperoleh kadar protein kasar sebesar 17.53%. Nilai tersebut
masih berada dalam kisaran dari yang ditetapkan oleh SNI adalah 14−21%.
Kandungan protein kasar sangat dibutuhkan ternak untuk meningkatkan laju
pertumbuhan dan memperbaiki jaringan tubuh yang rusak bagi ternak dewasa atau
tua. Kandungan lemak pakan sapi yang dibuat sesuai dengan kisaran SNI. Lemak

6

dalam pakan selain sebagai sumber energi, bermanfaat juga sebagai pembawa
vitamin A,D,E, dan K yang dibutuhkan ternak. Serat kasar yang terkandung dalam
pakan akan tercerna oleh mikroba rumen dan enzim selulosa sehingga dapat
menjadi molekul glukosa untuk pembentuk energi. Gross Energy merupakan total
energi yang dilepaskan sebagai panas ketika bahan pakan (zat) dioksidasi secara
sempurna menjadi CO2 dan H2O. Banyaknya energi yang terkandung dalam
pakan yang ditentukan dengan kalorimeter bom. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa pakan mengandung energi sebesar 4060 kalori/gram. Hasil penelitian kadar
serat kasar pada pakan sebesar 16.9%, sedangkan serat kasar yang terkandung
dalam rumput gajah optimum sebesar 33.2% (Andrianton 2010). Kadar serat kasar
yang terukur lebih kecil karena jumlah rumput gajah yang digunakan sebesar
37.6% dari bobot total pakan. Kadar abu menunjukkan kandungan mineral pada
bahan pakan tersebut. Hasil penelitian diperoleh kadar abu sebesar 3.45% lebih
kecil daripada yang ditetapkan SNI, yaitu 8−10%, sehingga pakan yang dibuat
lebih banyak bahan mudah tercerna. Kalsium (Ca) dan fospor (P) merupakan
komponen utama dari materi anorganik pakan yang berfungsi sebagai kekuatan
tulang. Hasil penelitian diperoleh kadar Ca dan P berturut-turut sebesar 0.07%
dan 0.17%. Kadar Ca dan P yang terukur lebih kecil dari yang ditetapkan SNI,
sehingga perlu ditambahkan mineral Ca dan P pada pakan sapi yang dibuat untuk
memenuhi mineral penting tersebut. Dengan demikian, sampel pakan ternak yang
telah dibuat secara umum telah memenuhi standar yang ditetapkan BSN
01−3148−2009.
Pengaruh Ukuran dan Konsentrasi Arang terhadap
Nisbah Gas Total dan Gas Metana
Indikator kecernaan pakan secara in vitro dapat dilihat dari pembentukan
total gas yang diukur selama fermentasi yang terdiri atas gas CO2, CH4, O2, N2,
H2S, dan H2. Metode pengukuran gas digunakan untuk mengevaluasi nilai nutrisi
pakan (Makkar et al. 1995). Gas total dan metana diukur volumenya selama
fermentasi pakan pada 3, 6, 9, 12, 15, 24, 30, dan 48 jam menggunakan syringe
gas. Waktu 48 jam dipilih karena memungkinkan mikroba rumen beradaptasi di
luar kondisi ternak dan bekerja optimal dalam mendegradasi pakan selama
fermentasi, sehingga dapat dilihat efisiensi kecernaan pakan saat dijadikan ransum
ternak. Penambahan arang diharapkan dapat meningkatkan gas total tetapi tidak
dengan volume gas metana. Hal tersebut karena keberadaan gas metana di
atmosfer memberikan pengaruh negatif terhadap pemanasan global.
Hasil perlakuan pakan yang ditambahkan arang baik tempurung kelapa
maupun TKKS diperoleh nisbah gas total terhadap kontrol pada rentang 0.8−1.2
sedangkan nisbah gas metana terhadap kontrol pada rentang 0.8−1.5 (Tabel 3).
Penambahan arang tempurung kelapa pada berbagai ukuran dan konsentrasi
secara umum meningkatkan nisbah gas total dan menurunkan gas metana daripada
pakan yang ditambahkan arang TKKS. Perlakuan arang tempurung kelapa dengan
ukuran dan konsentrasi (0.5 mm−0.15 mg/mL) menunjukkan hasil fermentasi
pakan tertinggi dengan nisbah gas total dan metana berturut-turut sebesar 1.1836
dan 0.8443. Namun, pada perlakuan tersebut menunjukkan nisbah gas metana
cukup besar sehingga masih belum efektif sebagai penurun gas metana.

7

Penambahan arang tempurung kelapa terhadap pakan yang efektif menurunkan
gas metana adalah perlakuan (0.5 mm−0.05 mg/mL) dan(1.5 mm−0.05 mg/mL).
Penambahan arang TKKS pada pakan diperoleh hasil peningkatan nisbah
gas total pada ukuran dan konsentrasi (1.0 mm−0.10 mg/mL) dan (1.5 mm−0.15
mg/mL). Nisbah gas total terhadap kontrol tertinggi diperoleh perlakuan pakan
dengan penambahan arang TKKS pada ukuran dan konsentrasi (1.5 mm−0.15
mg/mL), yaitu sebesar 1.0116. Namun perlakuan tersebut justru meningkatkan
nisbah gas metana sehingga belum dapat dikatakan baik dari perlakuan lainnya.
Perlakuan pakan dengan arang TKKS yang mampu menurunkan gas metana
adalah (1.5 mm−0.05 mg/mL) dengan nisbah gas metana sebesar 0.9143.
Tabel 3 Pengaruh penambahan arang tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada
produksi gas total dan metana pada fermentasi pakan 48 jam
Nisbah Perlakuan

Ukuran arang (mm)
0.5

Gas total
Gas metana

1

1.0328
0.7725

Konsentrasi arang (mg/mL)

1.5
1.0393

  

0.7844

0.05

  

0.10

1.1781

Gas total
Gas metana

  

Gas total

1.1836

Gas metana

0.8443

0.8503

1.0230

  

1.0060
(a)

0.15

Ukuran arang (mm)
Nisbah Perlakuan

0.5

Gas total

0.8472

Gas metana

1.3643

1

1.5

Konsentrasi arang (mg/mL)

0.9468

  

0.9143

0.05

  

0.10

1.0015

Gas total
Gas metana

  

Gas total

0.8750

Gas metana

1.4786

1.0095

1.0116

  

1.0214
(b)

0.15

Keterangan: kontrol adalah 1

Faktor ukuran arang tempurung kelapa saat ditingkatkan dari 0.5−1.5 mm
pada konsentrasi tetap 0.05 mg/mL menunjukkan bahwa semakin besar ukuran
arang tempurung kelapa maka semakin besar pula nisbah gas total dan metana
hasil fermentasi pakan. Pengaruh negatif ditimbulkan saat konsentrasi dibuat 0.15
mg/mL, nisbah gas total menurun tetapi nisbah gas metana meningkat. Pakan
yang ditambahkan arang TKKS baik konsentrasi 0.05 maupun 0.15 mg/mL
menunjukkan nisbah gas total semakin meningkat dan menurunkan nisbah gas
metana tetapi masih dibawah arang tempurung kelapa.
Faktor ukuran arang baik tempurung kelapa maupun TKKS saat dibuat
tetap pada 0.5 mm menunjukkan nisbah gas total dan metana meningkat saat
konsentrasinya ditingkatkan dari 0.05−0.15 mg/mL. Saat ukuran arang dibuat 1.5
mm hanya pakan yang ditambahkan arang TKKS yang mampu meningkatkan
nisbah gas total tetapi tidak terhadap nisbah gas metana. Sehingga penggunaannya
cukup dengan konsentrasi 0.05 mg/mL pada ukuran 0.5 mm (arang tempurung

8

kelapa) dan ukuran 1.5 mm pada arang TKKS yang memberikan hasil fermentasi
pakan yang diharapkan.
Perlakuan arang tempurung kelapa dengan ukuran 1.0 mm dan konsentrasi
0.10 mg/mL menunjukkan nisbah gas total dan metana yang tidak berbeda jauh
dengan perlakuan arang ukuran 0.5 mm dengan konsentrasi 0.15 mg/mL.
Sedangkan arang TKKS pada ukuran 1.0 mm dan konsentrasi 0.10 mg/mL
menunjukkan nisbah gas total dan metana yang tidak berbeda jauh dengan kontrol
perlakuan tersebut. Sehingga pakan yang ditambahkan arang baik tempurung
kelapa maupun TKKS perlakuan ini kurang berpengaruh terhadap peningkatan
indikator kecernaan pakan berupa gas total dan penurunan metana.
Potensi Arang sebagai Penurun Gas Metana selama Fermentasi Pakan
secara In Vitro
Arang memiliki struktur berpori yang tersusun atas karbon membentuk
stuktur yang kompak. Struktur berpori tersebut digunakan oleh mikroba sebagai
tempat berkembang dan membentuk biofilm, terutama jenis metanogen dan
metanotrof. Bakteri metanotrofik tersebut memiliki aktivitas mengoksidasi gas
metana dan dilaporkan terdapat pada kondisi aerob dan anaerob (Hanson and
Hanson 1996). Proses oksidasi gas metana dikatalisasi oleh enzim metana
monooksigenase (MMO) yang dihasilkan bakteri jenis metanotrof. Enzim MMO
bekerja dengan memutus ikatan O2, satu atom oksigen bereaksi dengan metana
membentuk metanol sedangkan atom oksigen yang lain akan direduksi menjadi
H2O.
Terdapat dua jenis enzim MMO yaitu enzim metana monooksigenase
terlarut (sMMO) dan metana monooksigenase terikat membran (pMMO). Metanol
akan dioksidasi menjadi formaldehida oleh enzim metanol dehidrogenase,
formaldehida dioksidasi menjadi asam format oleh formaldehida dehidrogenase,
dan selanjutnya asam format dioksidasi menjadi CO2 oleh format dehidrogenase
(Gambar 1).

Gambar 1 Proses oksidasi gas metana oleh bakteri metanotrof
Biofilm yang dihasilkan oleh bakteri metanotrof berguna untuk melindungi
diri dari kondisi lingkungan yang buruk sehingga populasi bakteri tersebut mampu
bertahan hidup selama fermentasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa arang
tempurung kelapa mampu menurunkan gas metana lebih baik daripada pakan
yang ditambahkan arang TKKS. Hal tersebut disebabkan oleh semakin halusnya
partikel arang tempurung kelapa karena hancur selama fermentasi berlangsung.

9

Sehingga luas permukaan arang semakin meningkat dan mikroba jenis metanotrof
berkembang biak dengan baik.
Pengaruh Penambahan Arang terhadap Nisbah pH, Amonia, Kecernaan
Bahan Kering dan Bahan Organik
Hasil fermentasi pakan dengan perlakuan arang juga memberikan respon
terhadap nisbah pH, amonia, KCBK dan KCBO ditunjukkan pada Tabel 4 a dan b.
Penambahan arang diharapkan dapat meningkatkan nisbah amonia, KCBK, dan
KCBO tetapi menurunkan nisbah pH. Penambahan arang baik tempurung kelapa
maupun TKKS secara umum mampu menurunkan nisbah akhir pH larutan
fermentasi pakan. Hal tersebut cukup menguntungkan karena penambahan arang
mampu menjaga pH larutan fermentasi di sekitar 7 mendekati pH cairan rumen
sekitar 6.9 sehingga mikroba dan enzim bekerja optimum dalam membantu
fermentasi pakan. Hal tersebut dibuktikan pada pakan yang ditambahkan arang
baik tempurung kelapa maupun TKKS ukuran 1.5 mm dan konsentrasi 0.05
mg/mL menghasilkan nisbah KCBK dan KCBO tertinggi daripada kontrol.
Penentuan amonia ditunjukkan untuk mengetahui hasil kecernaan protein kasar
pada pakan. Pakan yang ditambahkan arang tempurung kelapa mampu
meningkatkan konsentrasi amonia lebih tinggi dibandingkan pakan yang
ditambahkan arang TKKS, dengan nisbah amonia sebesar 1.3247. Amonia yang
terukur juga akibat kontribusi amonia yang terkandung dalam cairan rumen.
Amonia berguna terhadap aktivitas pertumbuhan mikroba rumen untuk sintesis
protein mikroba. Blummel et al. (1997) menyatakan bahwa konsentrasi amonia
cairan rumen bervariasi antara 0.01−0.34 g/mL, sedangkan untuk aktivitas dan
pertumbuhan mikroba rumen diperlukan konsentrasi amonia antara 0.045−0.235
g/mL.
Parameter kecernaan pakan terakhir adalah kecernaan bahan kering dan
bahan organik. Penambahan arang tempurung kelapa pada pakan perlakuan (1.5
mm−0.05 mg/mL) menunjukkan nisbah KCBK dan KCBO yang lebih tinggi
berturut-turut sebesar 1.0045 dan 1.0213. Meskipun nilai KCBK pada perlakuan
tersebut tidak jauh berbeda dengan kontrol, tetapi nilai kecernaan bahan
organiknya lebih tinggi daripada perlakuan lainnya. Adapun perlakuan pakan
dengan penambahan arang TKKS diperoleh nisbah KCBK dan KCBO tertinggi
pada perlakuan ukuran dan konsentrasi (1.5 mm−0.05 mg/mL) berturut-turut
sebesar 1.0488 dan 1.0386. Berdasarkan Lapiran 4 dan 5 terdapat hubungan nilai
KCBK dan KCBO untuk kedua perlakuan penambahan arang pada pakan yaitu
semakin tinggi kecernaan bahan kering makin tinggi pula kecernaan bahan
organiknya.
Pengaruh faktor ukuran arang saat ditingkatkan dari 0.5 menjadi 1.5 mm
dengan konsentrasi arang dibuat tetap pada 0.05 mg/mL menunjukkan pakan yang
ditambahkan arang tempurung kelapa mengalami penurunan nisbah pH larutan
akhir fermentasi yang berakibat terhadap meningkatnya nisbah amonia, KCBK,
dan KCBO. Sedangkan pada pakan yang ditambahkan arang TKKS menunjukkan
penurunan nisbah pH akhir larutan dan amonia tetapi meningkatkan nisbah KCBK
dan KCBO. Saat konsentrasi arang dibuat menjadi 0.15 mg/mL menunjukkan
pakan yang ditambahkan arang tempurung kelapa tidak mengalami perubahan
nisbah pH larutan akhir fermentasi yang mengakibatkan penurunan nisbah

10

amonia, KCBK, dan KCBO. Sedangkan pada pakan yang ditambahkan arang
TKKS diperoleh penurunan nisbah pH akhir larutan dan amonia tetapi terjadi
peningkatan nisbah KCBK, dan KCBO.
Perlakuan pakan dengan penambahan arang tempurung kelapa pada ukuran
dan konsentrasi (1.0 mm−0.10 mg/mL) menunjukkan hasil terbaik terhadap
respon nisbah pH dan amonia. Sedangkan pada pakan yang ditambahkan arang
TKKS menunjukkan penurunan nisbah pH yang menyebabkan peningkatan
nisbah amonia, KCBK, dan KCBO namun masih rendah dari perlakuan lainnya.
Tabel 4 Pengaruh penambahan arang tempurung kelapa (a) dan TKKS (b) pada
parameter fermentasi pakan setelah inkubasi 48 jam
Nisbah Perlakuan

Ukuran arang (mm)

pH

0.5
1.0007

1.0

Amonia

1.2033

1.3247

KCBK

0.9417

1.0045

KCBO

0.9615

1.0213

pH

0.9964

Amonia

1.1613

KCBK

0.9864

KCBO

1.0021

1.5
0.9845

Konsentrasi arang
(mg/mL)

0.05

0.10

pH

0.9913

0.9913

Amonia

1.1569

1.0827

KCBK

0.9597

0.8727

KCBO

0.9798

0.15

0.8994
(a)

Ukuran arang (mm)

Nisbah Perlakuan
0.5

1.0

1.5

pH

0.9973

0.9844

Amonia

1.2580

0.9686

KCBK

0.9825

1.0488

KCBO

0.9876

1.0386

pH

0.9955

Amonia

1.1410

KCBK

1.0279

KCBO

1.0195
0.9959

0.9844

Amonia

1.1900

0.9287

KCBK

0.9991

1.0466

KCBO

0.9965

Keterangan: kontrol adalah 1

0.05

0.10

pH

1.0367
(b)

Konsentrasi arang
(mg/mL)

0.15

11

Dengan demikian, penambahan arang pada pakan ternak dapat memberikan
pengaruh positif terhadap hasil fermentasi pakan berupa pH, amonia, KCBK, dan
KCBO apabila menggunakan arang tempurung kelapa dengan ukuran arang
sebesar 1.5 mm pada konsentrasi 0.05 mg/mL dan pada ukuran 1.5 mm pada
berbagai konsentrasi arang untuk pakan dengan penambahan arang TKKS.
Pengaruh Parameter Kondisi Fermentasi Pakan Sapi terhadap Gas Total,
Gas Metana, dan Amonia
Tingkat pengaruh parameter kondisi penambahan aditif arang pada
fermentasi pakan ditentukan dengan rancangan percobaan faktorial 23
menggunakan perangkat lunak Design Expert 8.07.1 trial version (Lampiran 6).
Respon dihitung sebagai hasil fermentasi pakan selama 48 jam berupa nisbah gas
total, gas metana, dan amonia dari tiap kondisi percobaan ditampilkan pada Tabel
5.
Hasil pengolahan Tabel 5 diperoleh suatu persamaan tingkat pengaruh
antara jenis, ukuran, dan kosentrasi arang dan interaksinya terhadap nisbah gas
total, gas metana, dan amonia (Lampiran 6). Persamaan kuadratik pada arang
tempurung kelapa yang terkait dengan respon nisbah gas total adalah sebesar Y=
+0.9419+0.0902B+2.3443C-1.6721BC, sedangkan arang TKKS adalah Y=
+0.8150+0.081B+0.0926C+0.3704BC. Persamaan kuadratik pada arang
tempurung kelapa pada respon nisbah gas metana adalah Y= +0.7676-0.0629B0.0299C+1.4970BC, sedangkan pada arang TKKS adalah Y= +1.47990.4464B+1.1786C-0.0714BC. Persamaan kuadratik pada arang tempurung kelapa
dengan respon nisbah amonia adalah sebesar Y= +1.1087+0.2191B+0.5131C1.9550BC, sedangkan pada arang TKKS adalah Y= +1.4620-0.3034B0.8199C+0.2810BC. Y adalah respon nisbah baik gas total, gas metana, maupun
amonia, B adalah ukuran partikel, C adalah konsentrasi arang, dan BC adalah
ukuran partikel * konsentrasi.
Jenis arang diuji menggunakan tempurung kelapa dan TKKS. Jenis arang
berpengaruh terhadap nisbah gas total, gas metana, dan amonia. Nisbah gas total
hasil fermentasi pakan tertinggi diperoleh pada pakan yang ditambahkan arang
tempurung kelapa daripada arang TKKS. Persamaan tingkat pengaruh fermentasi
pakan terhadap peningkatan nisbah gas total dan penurunan nisbah gas metana
menggambarkan bahwa arang tempurung kelapa berpengaruh lebih besar daripada
arang TKKS, dengan nilai koefisien nisbah gas total dan gas metana berturut-turut
sebesar 0.9419 dan 0.7676. Berbeda halnya pada gas total dan gas metana, hasil
kecernaan protein kasar pakan berupa amonia tertinggi diperoleh pada pakan yang
ditambahkan arang TKKS dengan nilai koefisien sebesar 1.4620. Hasil analisis
ragam (ANOVA) dengan tingkat kepercayaan 95% menunjukkan bahwa jenis
arang berpengaruh nyata terhadap nisbah gas total, gas metana, dan amonia.
Faktor selanjutnya yang diuji adalah ukuran partikel arang. Ukuran arang
yang digunakan pada rentang 0.5−1.5 mm. Ukuran arang sedikit berpengaruh
terhadap hasil fermentasi pakan. Hal tersebut karena arang menjadi hancur selama
fermentasi 48 jam sehingga ukuran cenderung menjadi seragam dan kurang
berpengaruh terhadap hasil fermentasi pakan. Berdasarkan persamaan yang
diperoleh bahwa ukuran partikel arang tempurung kelapa lebih berpengaruh
terhadap hasil fermentasi pakan daripada arang TKKS terhadap nisbah gas total

12

dan amonia, dengan nilai koefisien berturut-turut sebesar 0.0901 dan 0.2191.
Hasil analisis ragam (ANOVA) dengan tingkat kepercayaan 95% menunjukkan
bahwa ukuran partikel berpengaruh nyata terhadap nisbah gas metana dan amonia.
Tabel 5 Nisbah gas total, gas metana, dan amonia pada tiap kondisi
percobaan
Ukuran
arang
(mm)
1
TKKS
0.5
2
Tempurung kelapa
1.0
3
TKKS
0.5
4
TKKS
0.5
5
TKKS
1.5
6
Tempurung kelapa
0.5
7
TKKS
1.5
8
Tempurung kelapa
1.5
9
Tempurung kelapa
1.5
10
Tempurung kelapa
1.5
11
TKKS
1.0
12
TKKS
1.5
13
Tempurung kelapa
0.5
14
Tempurung kelapa
1.0
15
Tempurung kelapa
1.0
16
Tempurung kelapa
0.5
17
TKKS
1.0
18
Tempurung kelapa
0.5
19
Tempurung kelapa
1.5
20
TKKS
1.0
21
TKKS
1.5
22
TKKS
0.5
Keterangan: Nisbah kontrol adalah 1
Run

Jenis Arang

Konsentrasi
arang
(mg/mL)
0.05
0.10
0.15
0.05
0.15
0.15
0.15
0.15
0.05
0.05
0.10
0.05
0.05
0.10
0.10
0.15
0.10
0.05
0.15
0.10
0.05
0.15

Nisbah
gas total

Nisbah
gas metana

Nisbah
amonia

0.8472
1.1475
0.8889
0.8472
1.0093
1.1738
1.0139
1.0230
1.0361
1.0426
0.9769
0.9352
1.0361
1.1869
1.2000
1.1934
1.0139
1.0295
1.0230
1.0139
0.9583
0.8611

1.3714
0.8623
1.5000
1.3571
1.0000
0.8263
1.0429
1.0299
0.8024
0.7665
0.9714
0.9286
0.8144
0.8383
0.8503
0.8623
1.0429
0.7305
0.9820
1.0143
0.9000
1.4571

1.2403
1.1550
1.1984
1.2756
0.9165
1.1318
0.9410
1.0929
1.3685
1.2809
1.1780
0.9696
1.2052
1.1625
1.1663
1.1820
1.1821
1.2015
1.0726
1.0998
0.9675
1.1816

Faktor fermentasi pakan terakhir adalah konsentrasi arang yang diuji pada
rentang 0.05−0.15 mg/mL. Berdasarkan hasil persamaan yang diperoleh bahwa
konsentrasi arang tempurung kelapa berpengaruh terhadap nisbah gas total dan
amonia, dengan nilai koefisien berturut-turut sebesar 2.3443 dan 0.5131.
Konsentrasi arang TKKS lebih berpengaruh daripada arang tempurung kelapa
terhadap penurunan gas metana, dengan nilai koefisien sebesar 1.1786. Hasil
analisis ragam (ANOVA) dengan tingkat kepercayaan 95% menunjukkan bahwa
konsentrasi arang berpengaruh nyata terhadap nisbah gas metana dan amonia.
Interaksi antar 2 faktor (ukuran partikel dan konsentrasi arang) diperoleh
hasil berbeda pada arang tempurung kelapa dan TKKS. Pakan yang ditambahkan
arang tempurung kelapa menunjukkan pengaruh negatif terhadap nisbah gas total
dan amonia, tetapi memberikan efek positif pada nisbah gas metana. Adapun hasil
interaksi 2 faktor tersebut pada arang TKKS menunjukkan pengaruh positif
terhadap nisbah gas total dan amonia, tetapi memberikan efek negatif pada nisbah
gas metana. Hasil analisis ragam (ANOVA) dengan tingkat kepercayaan 95%

13

menunjukkan bahwa interaksi 2 faktor (ukuran partikel dan konsentrasi arang)
tidak berpengaruh nyata terhadap nisbah gas total, gas metana, dan amonia
(P>0.05). Dengan demikian, kondisi optimum tidak selalu dihasilkan pada semua
faktor kondisi fermentasi pada limit maksimumnya (batas atas pengujian).
Kondisi Optimum Teoritis Fermentasi Pakan Ternak secara
In Vitro
Kondisi optimum teoritis hasil fermentasi adalah pakan yang ditambahkan
arang jenis tempurung kelapa dengan ukuran dan konsentrasi (1.4 mm−0.05
mg/mL). Secara teoritis, kondisi optimum tersebut dapat meningkatkan gas total
dan amonia, tetapi menurunkan gas metana dengan nisbah gas total, gas metana,
dan amonia berturut-turut sebesar 1.0683 (Gambar 2a), 0.7828 (Gambar 3a), dan
1.3042 (Gambar 4a) seperti tercantum pada Lampiran 7.
Contour plot faktor jenis, ukuran partikel, dan konsentrasi arang terhadap
nisbah gas total pada arang tempurung kelapa dan TKKS (Gambar 2 a dan b).
Hasil prediksi menunjukkan pakan yang ditambahkan arang tempurung kelapa
akan diperoleh nilai optimum dengan nisbah gas total sebesar 1.0683 daripada
arang TKKS. Pada Gambar 2a terlihat bahwa saat konsentrasi arang tempurung
kelapa ditingkatkan konsentrasinya menjadi 0.15 mg/mL pada ukuran 0.5 mm
menyebabkan peningkatan nisbah gas total (titik maksimum rendemen). Pengaruh
negatif ditimbulkan saat ukuran arang tempurung kelapa ditingkatkan menjadi 1.5
mm pada berbagai konsentrasi arang. Sehingga dalam aplikasinya, untuk
diperoleh hasil fermentasi pakan dengan gas total tinggi digunakan ukuran arang
tempurung kelapa pada ukuran dan konsentrasi berturut-turut 0.5 mm dan 0.15
mg/mL.
Gas ota

Gas ota
0.15 2

2

0.15 2

2

1.2

1.15

1

0.13

C: Konsentrasi

C: Konsentrasi

0.13

1.1
3

0.10

0.9

0.10

3

0.95

0.08

0.08

0.05 2
0.50

2
0.70

0.90

1.10

1.30

1.50

0.05 2
0.50

2
0.70

0.90

1.10

1.30

1.50

B: Ukuran Partikel

B: Ukuran Partikel

(a)
(b)
Gambar 2 Contour plot nisbah gas total terhadap kontrol pada penambahan arang
tempurung kelapa (a) dan tandan kosong kelapa sawit (b) pada fermentasi
pakan 48 jam
Contour plot faktor jenis, ukuran partikel, dan konsentrasi arang terhadap
nisbah gas metana pada arang tempurung kelapa dan tandan kosong kelapa sawit
(Gambar 3 a dan b). Pakan yang ditambahkan arang tempurung kelapa mampu
menurunkan gas metana secara optimum daripada arang TKKS, dengan nisbah
gas metana sebesar 0.7828 pada kondisi ukuran partikel dan konsentrasi arang
(1.4 mm dan 0.05 mg/mL). Pada Gambar 3a menunjukkan ukuran partikel arang

14

tempurung kelapa tidak berpengaruh terhadap nisbah gas metana pada konsentrasi
0.05 mg/mL. Pengaruh negatif dihasilkan saat ukuran arang tempurung kelapa
ditingkatkan menjadi 1.5 mm dengan konsentrasi diatas 0.05 mg/mL akan
dihasilkan nisbah gas metana yang meningkat.
0.15 2

0.15 2

2

2

1.4

0.95

0.13

0.9

C : K onsentrasi

C : K onsen trasi

0.13

0.85
3

0.10

0.08

1.3

1.2

0.10

1.1

3

1

0.08

0.9

0.8

0.05 2
0.50

2
0.70

0.90

1.10

1.30

0.05 2

1.50

2

0.50

0.70

B: Ukuran Partikel

0.90

1.10

1.30

1.50

B: Ukuran Partikel

(b)
(a)
Gambar 3 Contour plot nisbah gas metana terhadap kontrol pada penambahan
arang tempurung kelapa (a) dan tandan kosong kelapa sawit (b) pada
fermentasi pakan 48 jam
Contour plot faktor jenis, ukuran partikel, dan konsentrasi arang terhadap
nisbah amonia ditunjukkan pada Gambar 4 a & b. Pakan yang ditambahkan arang
tempurung kelapa lebih meningkatkan kecernaan protein kasar pakan daripada
arang TKKS. Prediksi amonia optimum ditunjukkan pada pakan yang
ditambahkan arang tempurung kelapa dengan nisbah amonia sebesar 1.3042. Pada
Gambar 4a terlihat bahwa pada konsentrasi arang 0.05 mg/mL dengan ukuran
partikel 1.5 mm meningkatkan nisbah amonia (titik optimum hasil). Saat ukuran
arang tempurung kelapa dibuat semakin halus pada berbagai konsentrasi
menyebabkan penurunan nisbah amonia. Hal tersebut diduga terjerapnya
amonium dalam pori-pori arang sehingga konsentrasi amonium menurun yang
berdampak terhadap konsentrasi amonia.
0.15 2

2

0.15 2

1.1

1.15

0.13

0.13

C : K o n s e n tra si

C : K o nse n tra si

2

3

0.10

1.2

0.08

1.2

1.1

1

3

0.10

0.08

1.25

1.3
0.05 2
0.50

2
0.70

0.90

1.10

B: Ukuran Partikel

(a)

1.30

1.50

0.05 2
0.50

2
0.70

0.90

1.10

1.30

1.50

B: Ukuran Partikel

(b)

Gambar 4 Contour plot nisbah amonia pada penambahan arang tempurung kelapa
(a) dan tandan kosong kelapa sawit (b) pada fermentasi pakan 48 jam

15

Hasil pengujian terhadap prediksi optimum arang tempurung kelapa dengan
ukuran partikel dan konsentrasi (1.4 mm−0.05 mg/mL) belum berhasil dibuktikan
kerena rendahnya nisbah gas total, gas metana, dan amonia yang diperoleh
dibandingkan hasil prediksi (Lampiran 8). Hal ini disebabkan karena adanya
perbedaan kondisi cairan rumen yang digunakan meskipun dari sumber sapi perah
yang sama. Sehingga berpengaruh juga terhadap kandungan mikroba dan enzim
yang berguna dalam membantu fermentasi pakan.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pakan yang ditambahkan arang tempurung kelapa lebih meningkatkan
fermentasi pakan dibandingkan arang TKKS pada perlakuan (1.5 mm-0.05
mg/mL) dengan nisbah gas total, gas metana, dan amonia berturut-turut sebesar
1.0393, 0.7844, dan 1.3247. Perlakuan tersebut diperoleh nisbah pH, KCBK, dan
KCBO, yaitu berturut-turut 0.9845, 1.0045, dan 1.0213. Kondisi terbaik hasil
pengoptimuman adalah pakan yang ditambahkan arang tempurung kelapa pada
ukuran dan konsentrasi (1.4 mm−0.05 mg/mL) dengan hasil teoritis nisbah gas
total, gas metana, dan amonia berturut-turut sebesar 1.0683,0.7828, dan 1.3042.
Faktor jenis arang berpengaruh nyata terhadap nisbah gas total, gas metana, dan
amonia (P