Biokonversi Dedak Padi oleh Kapang Aspergillus Ficuum sebagai Upaya Menurunkan Kadar Fitat dan Pengaruhnya terhadap Kinerja Ayam Petelur
BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG ASPERGILLUS FICUUM
SEBAGAI UPAYA MENURUNKAN KADAR FITAT DAN PENGARUHNYA
TERHADAP KTNERJA AYAM PETELUR
Oleh :
Siti Wahyuni H.S.
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1995
BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG A S P E R G I W S FICtlDW
SEBAGAI UPAYA MENURUNKAN KADAR FITAT DAN PENGARUENYA
TERHADAP KINERJA AYAM PETELUR
Bioconversion of Rice Bran by Aspergillus ficum
to reduce the Content of Phytate and its Effect
on the Laying Hens Performance
ABSTRACT
Three experiments were conducted to evaluate the performance of laying hens fed on fermented rice bran ( F R B )
utilizing A. ficum. In Experiment 1, the phytase-producing
ability of A. ficuum was tested. The mold produced 2.561 AU
of phytase when was grown for 88 hours on rice bran medium.
In Experiment 2, in vitro and in vivo studies were carried
out on rice bran before and after fermented utilizing A. fic u m . Fermentation of rice bran reduced phytic acid by about
83.25 %, but had no effect on protein digestibility. Protein
content, Ca and P retention, and P availability in FRB were
higher (Pc0.05) than in unfermented rice bran ( URB ) . There
were no differences in metabolizable energy content and N
retention. In Experiment 3, 5 treatment diets and a control
diet were each fed to 5 groups of 4 hens in individual battery cages. The treatment diets contained 10 to 50 % FRB,
the control diet contained 30 % URB. All diets contained 15%
protein with 2650 kcal/kg ME and had similar Ca, Pav, lysine
methionine and TSAA contents. Egg production, egg weight,
feed conversion, Haugh unit, shell thickness, yolk index, Ca
retention and Mg content of shell were not affected by fermentation. Feed consumption and P retention in shell of hens
fed FRB diets were higher ( Pc0.05 ) than those fed the control diet. The higher FRB content of diet increased (Pc0.05)
feed conversion, P retention and Mg content of shell; reduced ( Pc0.05 ) feed consumption, egg production and yolk inindex. Egg weight, Haugh unit, shell thickness and Ca retention in shell were not affected.
SIT1 WAHYUNI HARRY SUPRAPTI. Biokonversi Dedak Padi Oleh
Kapang A s p e r g i l l u s ficuum
Sebagai Upaya Menurunkan Kadar
Fitat Dan .Pengaruhnya Terhadap Kinerja Ayam
(Di bawah bimbingan
Petelur
Juju Wahju, sebagai Ketua, Dawan Su-
gandi, D.J. Samosir, A. A. Mattjik, Norman
R. Azwar
dan
Budi Tangenjaya, sebagai Anggota) .
Serangkaian penelitian
telah dilakukan di Institut
Pertanian Bogor dan Balai Penelitian Ternak, Ciawi untuk
mempelajari daya produksi enzim fitase dari kapang Asperg i l l u s ficuum dalam medium dedak padi serta perubahan-per-
ubahan nilai nutrisi yang terjadi pada dedak padi setelah
fermentasi. Dedak padi hasil fermentasi dikaji pengaruhnya
terhadap ayam petelur periode produksi.
Penelitian pertama
vivo
menggunakan
dilakukan secara
ayam jantan dewasa
in v i t r o dan in
serta ayam broiler.
Penelitian kedua dengan menggunakan dedak padi hasil fermentasi dalam susunan ransum ayam petelur, dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkap yang terdiri atas
6 perla-
kuan dan 5 ulangan. Lima macam ransum mengandung dedak padi hasil fermentasi masing - masing sebesar 10, 20, 30, 40
dan 50 % serta ransum kontrol tanpa dedak padi
namun mengandung
fermentasi
30 % dedak padi mentah, diberikan kepada
120 ekor ayam petelur tipe medium selama 20 minggu; dengan
tujuan untuk
mengetahui pengaruh fermentasi dan pengaruh
peningkatan penggunaan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum
terhadap kinerja produksi yang meliputi konsumsi
ransum, produksi telur hen-day, bobot telur, konversi ransum, tebal kerabang, nilai Haugh unit, indeks kuning telur
serta retensi Ca, P dan kandungan Mg
sum perlakuan disusun
iso protein
dalam kerabang. Ran-
dan
dengan 2650 kkal/kg 1 , demikian juga
iso energi
(
15 %
dengan kandungan Ca
dan P.
Terhadap data hasil pengamatan dilakukan analisis ragam; untuk mengetahui
pengaruh fermentasi dilakukan uji
kontras ortogonal, sedangkan untuk mengetahui pengaruh peningkatan dedak padi hasil fermentasi dalam ransum dilakukan pengujian
polinom ortogonal yang dilanjutkan dengan
analisis regresi untuk mengetahui trend respons.
Hasil analisis data dan pembahasan menunjukkan bahwa:
1. Dedak padi dapat digunakan sebagai medium
untuk menum-
buhkan kapang Aspergillus ficuum guna mendapatkan enzim
fitase; aktivitas enzim fitase
peroleh adalah
si sekitar
88
2.529
tertinggi yang bisa di-
Unit Aktivitas pada lama fermenta-
jam.
2. Fermentasi menggunakan dosis laru
jumlah dedak padi nyata
kadar fitat
sampai
( Pc0.05
8 3 . 2 5 %,
kecernaan protein in vi tro.
sebesar 0.75 %
)
dari
menurunkan kandungan
tetapi tidak mempengaruhi
3. Pengujian
menggunakan
ayam jantan dewasa menunjukkan
bahwa fermentasi nyata (Pe0.05) dapat meningkatkan kandungan protein kasar dedak padi
dari 12.67 %
menjadi
15.56 %; ,retensi P dari 47.02 % menjadi 79.07 %; retensi Ca dari 42.02 %
berpengaruh nyata
menjadi 55.65 % . Akan tetapi
tidak
terhadap kandungan energi metabolis
dan retensi N. Pengujian menggunakan ayam pedaging menunjukkan bahwa
ketersediaan biologik P meningkat dari
0.157 % menjadi 0.527 % .
4. Fermentasi nyata
(
Pe0.05
)
dapat meningkatkan konsumsi
ransum dan retensi P dalam kerabang.
5. Fermentasi tidak memperlihatkan pengaruh
yang nyata
terhadap produksi telur hen-day, bobot telur, konversi
ransum, nilai Haugh uni t, tebal kerabang, indeks kuning
telur, retensi Ca serta kandungan Mg dalam kerabang.
6. Peningkatan kandungan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum nyata (Pe0.05) dapat memperbaiki konversi ransum
mengikuti persamaan:
y
=
2.296
+
4.141 X
-
18.607
x2
(R2 = 0.4849); juga nyata meningkatkan
kuti persamaan:
Y
=
0.632
+
+
23.833
x3
retensi P mengi-
2.632 X
-
(R2 = 0.674) serta kandungan Mg mengikuti
Y = 0.628 + 0.116 X
(r2 = 0.241).
0.0002
x2
persamaan:
7.
Peningkatan kandungan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum nyata (Pe0.05) menurunkan konsumsi ransum mengikuti persamaan:
dan
produksi
Y = 90.058
-
Y = 129.174
telur
-
19.604 X
(r2 = 0.538)
hen - day mengikuti
23.668 X
persamaan:
(r2 = 0.559) serta indeks warna
kuning telur mengikuti persamaan
:
Y
s
9.177
-
10,292 X
(r2 = 0.798).
8. Peningkatan kandungan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum
tidak menunjukkan pengaruh yang nyata
terhadap
nilai Haugh unit, bobot telur, tebal kerabang serta retensi Ca dalam kerabang.
9. Pemberian dedak padi fermentasi sampai dengan 40 %
ma-
sih menghasilkan tingkat produksi telur, nilai konversi
ransum dan tebal kerabang telur yang memuaskan , serta
mengurangi jumlah penggunaan Di-Calcium phosphate sebanyak 89 % . Dengan demikian jumlah ekskresi P akan menurun sehingga dapat membantu mengurangi pencemaran lingkungan akibat P.
BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG ASPERGILLUS FICUUM
SEBAGAI UPAYA MENURUNKAN KADAR FITAT DAN PENGARUHNYA
TERHADAP KINERJA AYAM PETELUR
Oleh :
SIT1 WAHYUNI H.S.
PTK 905 12
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
JURUSAN ILMU TIERNAH
BOGOR
1995
Judul Disertasi
: BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG
ASPERGILLUS FICUUM SEBAGAI UPAYA
MENURUNKAN KADAR FITAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP KINERJA
AYAM PETELUR
Nama Mahasiswa
: SIT1 WAHYUNI H.S.
Nomor Pokok
: 90512
Menyetujui :
1. Komisi Pembimbing
---
I
(Prof. Dr. H. Juju Wahju)
n
Ketua
(Prof. Dr. D.J. Samosir)
(Prof. Dr. Dawan Sugandi)
Anggota
(Dr. Ir. H. A.A. Mattjik)
\
-
(Dr. H. Norman R. Azwar)
Anggota
2. Ketua Program Studi
Ilmu Ternak
~ 1 9DEC 899
(Dr. Ir. Budi Tangenjaya)
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 28 November
tahun 1952, sebagai anak pertama keluarga Harry Soejadi dengan Siti Rumhaya.
Pada tahun 1971 menamatkan Sekolah Menengah Atas Negeri I11 Bandung dan gelar Sarjana Peternakan diperoleh dari
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran, Bandung pada
tahun 1978.
Sejak tahun 1980 bekerja sebagai Tenaga Pengajar Tetap
pada Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran.
Kesempatan untuk mendalami Ilmu Nutrisi Unggas penulis
peroleh pada tahun 1982-1983 pada Georg August Universitgt
di Jerman Barat atas beasiswa pemerintah Jerman
Gelar Magister Sains dalam bidang
DAAD
(
) .
Ilmu Ternak penulis
peroleh dari Institut Pertanian Bogor pada tahun 1989.
Pada tahun 1992 penulis mendapat kesempatan untuk bekerja
sebagai peneliti tamu pada
Veterinar
Medizinische
Universitat Vienna atas biaya pemerintah Austria
(
b~ ) .
Sejak September 1990 penulis tercatat sebagai mahasiswa program Doktor pada Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor Jurusan Ilmu Ternak.
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan
Maha Pengasih
Nyalah
ke hadirat Allah Yang
lagi Maha Penyayang, karena atas perkenan-
seluruh penelitian dan penulisan
Karya Ilmiah ini
dapat diselesaikan.
Dengan terwujudnya
Karya Ilmiah ini penulis menyam-
paikan ucapan terima kasih dari lubuk hati yang paling dalam dan penghargaan yang setinggi - tingginya kepada yang
terhormat
Pembimbing
Bapak Prof. Dr. Juju Wahju sebagai Ketua Komisi
serta para
Anggota Komisi Pembimbing yaitu
:
Bapak Prof.Dr. Dawan Sugandi, Bapak Prof.Dr. D.J. Samosir,
Bapak Dr. Ir. A.A. Mattjik, Bapak Dr. Norman Razief Azwar
dan Bapak Dr. Ir. Budi Tangenjaya yang telah tulus ikhlas
meluangkan
waktu yang
tidak sedikit untuk mengarahkan,
membimbing dan memberi petunjuk-petunjuk yang sangat berharga sejak penyusunan usulan penelitian hingga penulisan
disertasi ini. Sungguh tak terhingga kebaikan yang penulis
terima dari Bapak-Bapak semua, penulis tidak dapat memberi
imbalan berupa apapun
selain ucapan terima kasih, terima
kasih dan sekali lagi terima kasih
semoga Allah Yang Maha
Kuasa senantiasa melimpahkan rakhmat dan hidayahNya.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu
Dr. Ir. Ratna Siri Hadioetomo sebagai Kepala Divisi Mikrobiologi, Laboratorium Terpadu Analisa Kimia-IPB yang telah
membantu penulis dalam pengadaan kapang A. f i c u u m .
Terima kasih dan penghargaan setinggi - tingginya disampaikan kepada Rektor Institut Pertanian Bogor, Direktur
Program Pascasarjana
Program Studi
Institut Pertanian Bogor
Ilmu Ternak
dan
Program Pascasarjana
Ketua
Institut
Pertanian Bogor serta Rektor Universitas Padjadjaran, Dekan Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran dan Kepala
Laboratorium
Produksi Ternak Unggas
Fakultas Peternakan
Universitas Padjadjaran yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk menempuh pendidikan di
Institut Perta-
nian Bogor.
Kepada Kepala Balai Penelitian Ternak Ciawi, Direktur
Pusat Antar Universitas Bidang Pangan dan Gizi - IPB, Direktur
Pusat Antar Universitas
Bidang
Ilmu Hayat - IPB,
Kepala Laboratorium Ilmu Produksi Ternak Unggas - IPB dan
Kepala Laboratorium Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak - IPB,
penulis mengucapkan
terima kasih yang tak terhingga
atas
kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menggunakan fasilitas laboratorium dan kandang yang ada dalam
lingkungan yang Bapak pimpin. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. A. Gozali, MSc., staf peneliti
pada Balai Penelitian Ternak yang secara pribadi telah meminjamkan sangkar beserta peralatannya kepada penulis.
Ucapan terima kasih yang sebesar - besarnya
penulis
sampaikan kepada rekan-rekan mahasiswa yang bersama - sama
melakukan penelitian
dengan penulis, terutama Ir. Hartati
Chairunnisa, SU., Ir. Nuri
MS., Ir. Mitro Gesang
Andarwulan, MS., Ir. Herianus,
serta
Ir. Ismeth Inounu, MS.
yang
telah banyak membantu penulis serta memberi masukan-masukan yang sangat berharga untuk penulisan Disertasi ini.
Ucapan terima kasih selanjutnya penulis sampaikan kepada Ibu Yuniarti dari
dang
Laboratorium Mikrobiologi
PAU Bi-
Pangan dan Gizi - IPB; Ibu Eni Aryani, Bapak Suharto
dan Bapak Drs. Haryono dari Balai Penelitian Ternak Ciawi;
Bapak Hadi, Bapak Jamhar
dan Bapak Siroen dari
Fakultas
Peternakan IPB serta adik-adik tercinta Dra. Murti Winarni
H.S. dan
Hesti Nursari H.S. yang telah membantu penulis
dalam pelaksanaan penelitian, pengumpulan dan tabulasi data. Tanpa bantuan anda semua
tidak mungkin
Disertasi ini
dapat terwujud, untuk itu sekali lagi penulis mengucapkan
terima kasih.
Atas keramahtamahan, rasa persahabatan
dan semua ke-
baikan yang telah diberikan kepada penulis selama menempuh
pendidikan di IPB, terutama pada saat pelaksanaan penelitian; penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada Ibu Prof. Dr. Peni S. Hardjosworo,
MSc., Bapak
Drs. Sumono Rukadi, Ibu
Ir. Rukmiasih , MS.,
Ibu Ir. Niken Ulupi MS. , Ibu Ir. Iman Rahayu H.S. , MS. dan
Ibu Ade Sri Sulastri.
Pada
kesempatan ini pula, secara khusus penulis me-
nyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang
terhormat
Wijayakusuma, Bapak
Ibu Juju Wahju, Ibu Prof. Dr.
Reviany
Prof. Dr. Djokowuryo Sastradipradja,
Bapak Dr. Ir. Arnold P. Sinurat, MSc., Ibu Elizabeth Wina
MSc., teman - teman serumah Dr. Nurhayati D.P., MSc.
dan
Dr. Ir. Sri Wening Handayani, MSc. serta yang tercinta keluarga
Ibu Ir. Elvia H. Burhanudin, MS.
kesempatan selalu memberi
yang pada setiap
dorongan moril
maupun materil
kepada penulis.
Kepada
semua pihak yang
tidak mungkin penulis sebut
satu per satu dan telah membantu penulis baik moril maupun
materil, penulis sampaikan ucapan terima kasih.
Terakhir kepada Ibu dan Ayah tercinta yang telah mendidik penulis untuk mencintai ilmu, dengan kerendahan hati
penulis menyampaikan
ucapan terima kasih dan penghargaan
yang setinggi-tingginya atas doa restu
dan jerih payahnya
dalam mendidik penulis selama ini.
Semoga semua amal kebaikan yang telah penulis terima
selama ini mendapat
balasan
Subhanahu Wataala. Amin
yang
setimpal
dari
Allah
!
B o g o r, 1995
Siti Wahyuni H.S.
DAFTAR IS1
Halaman
...................................
vi
.................................
DAFTAR SKEMA
.................................
DAFTAR GAMBAR
................................
DAFTAR LAMPIRAN
..............................
...................................
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
.............................
Potensi Dedak Padi Di Indonesia
... ......
viii
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL
ix
x
xi
1
5
5
Penggunaan Dedak Padi Dalam Ransum Ayam
6
Fitat Sebagai Antinutrisi Dalam Dedak Padi
7
............................
Aspergill us ficuum
......................
Proses Fermentasi
.......................
Enzim Fitase
Aspek Nutrisi Bahan Pakan Yang Difermentasi
Oleh Kapang A. ficuun
...............
MATERI DAN METODE PENELITIAN
I. Penelitian Pendahuluan
.................
...............
10
14
15
18
21
21
Mempelajari Kemampuan Kapang A. ficuun
Untuk Memproduksi Enzim Fitase
Pembuatan Laru Dedak Padi
Fermentasi Dedak Padi
......
..........
..............
Pengujian Nilai Nutrisi Dedak Padi
Hasil Fermentasi
....................
22
26
26
29
Daftar Isi (lanjutan)
I1 . Penelitian Lanjutan
.................
Pengaruh Penggunaan Dedak Padi Fermentasi
Dalam Ransum Terhadap Kinerja Ayam Pete................................
lur
36
........................
...............
I . Penelitian Pendahuluan
Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap
Aktifitas Enzim Fitase . . . . . . . . . . . . . . . .
40
HASIL DAN PEMBAHASAN
36
40
40
Pengaruh Dosis Laru Terhadap Penurunan
Kandungan Fitat Dan Kecernaan Protein
in vitro
............................
Pengaruh Fermentasi Terhadap Perubahan
.....................
Nilai Nutrisi
I1 . Penelitian Lanjutan
...............
Pengaruh Perlakuan Terhadap Performans
............................
Produksi
Konsumsi Ransum
..............
Produksi Telur
...............
Bobot Telur
..................
Konversi Ransum
..............
51
51
54
57
58
Pengaruh Perlakuan Terhadap Kualitas
Telur
.............................
Tebal Kerabang
...............
Nilai Haugh unit
.............
Indeks Warna Kuning Telur
......
61
61
63
64
Pengaruh Perlakuan Terhadap Retensi Dan
Kandungan Mineral Dalam Kerabang
....
Retensi Kalsium
...............
Retensi Fosfor
................
Kandungan Magnesium
...........
67
67
68
71
..........................
DAFTAR PUSTAKA
..............................
LAMPIRAN
....................................
KESIMPULAN DAN SARAN
73
75
83
DAFTARTABEL
Nomor
Teks
Halaman
1. Susunan Ransum Percobaan Untuk Menentukan
Kandungan P Tersedia Dalam Dedak Padi Hasil Fermentasi
........................
2. Susunan Ransum Percobaan Untuk Penelitian
Lanjutan
..............................
39
3. Aktifitas Enzim Fitase Yang Dihasilkan
.........
Pada Berbagai Lama Fermentasi
4.
Pengaruh Dosis Laru Terhadap Penurunan Kadar
...
Fitat Dan Kecernaan Protein in vitro
40
43
5. Pengaruh Fermentasi Terhadap Perubahan Nilai
Nutrisi Dedak Padi
....................
45
6. Kandungan Zat-zat Makanan Dalam Dedak Padi
.........
Sebelum Dan Sesudah Fermentasi
47
7. Rataan Performans Produksi Pada Masing-masing
Perlakuan Selama Penelitian
............
51
8. Rataan Nilai Kualitas Telur Pada Masing -
masing Perlakuan Selama Penelitian
......
61
9. Rataan Retensi Dan Kandungan Mineral Dalam
Kerabang Pada Masing-masing Perlakuan Se.........................
lama Penelitian
viii
67
DAFI'AR SKEMA
Nomor
Halaman
1. Proses Fermentasi Dedak Padi Oleh Kapang
A.ficuum Untuk Mendapatkan Larutan Enzim
.................................
Kasar
24
.......
28
2. Proses Pembuatan Laru Dedak Padi
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1. Struktur Asam Fitat Dan Struktur Kompleks
....
Fitat-Mineral Menurut Erdman (1979)
2. Ikatan Asam fitat Dengan Zn Dalam Bentuk
...........................
Reaksi Kimia
3. Sekuen Reaksi Enzim Fitase Dedak Gandum
Dengan Substrat Mio-inositol Heksakisfos.........
fat Menurut Courtois dan Joseph
4.
Hubungan Antara Lama Fermentasi Dengan
Aktivitas Enzim Fitase Yang Diperoleh
...
5. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Konsumsi Ransum
................
6. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Produksi Telur Hen-day
.........
7. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Konversi Ransum
................
-8.Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Indeks Kuning Telur
.............
9. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Retensi Fosfor
.................
10. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Kandungan Magnesium
............
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Teks
Halaman
1. Rataan Nilai Absorbansi Larutan Fosfat Un-
tuk Pembuatan Kurva Standar
............
2. Nilai Absorbansi P205 Yang Dibebaskan
Oleh Larutan Enzim Fltase Kasar (Setelah Di...
koreksi Oleh Nilai Absorbansi Kontrol)
84
84
3. Konsentrasi P Yang Dibebaskan Oleh Larutan
.............................
Enzim Kasar
85
4. Aktifitas Enzim Fitase Yang Dihasilkan Pada
Berbagai Lama Fermentasi
................
85
5. Sidik Ragam Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap
Aktivitas Enzim Fitase yang Diperoleh
...
86
6. Penurunan Kandungan Fitat Pada Berbagai Dosis
Laru
....................................
87
7. Sidik Ragam Pengaruh Dosis Laru Terhadap Pe-
nurunan Kandungan Fltat
.................
87
8. Kecernaan Protein in v i t r o Pada Berbagai
.............................
Dosis Laru
9. Sidik Ragam Pengaruh Dosis Laru Terhadap Kecernaan Protein in v i t r o
................
88
88
10. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Kandungan
Energi Metabolis
........................
89
11. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Kandungan
Protein Kasar
...........................
90
12. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Retensi
Fosfor
..................................
91
13. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Retensi
Kalsium
.................................
92
14. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Retensi
Nitrogen
................................
93
Daftar Lampiran (lanjutan)
15. Kandungan Abu Tulang Tibia Pada Ayam Broiler
.......................
Umur Tiga Minggu
94
16. Perhitungan Kandungan P tersedia Dalam Dedak
...........
Padi Dan Dedak Padi Fennentasi
95
17. Konsumsi Protein Ransum Basal, Jumlah Protein
Ekskreta Ransum Basal dan Jumlah Protein Endogen
...................................
96
18. Kebutuhan Protein Ayam Petelur Hubbard Golden
Comet Fase produksi I
...................
96
19. Rataan Konsumsi Ransum Pada Masing-masing
Perlakuan Selama Penelitian
.............
97
20. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Kon-
sumsi Ransum
............................
97
21. Rataan Produksi Telur Hen-day Pada Masing-
masing Perlakuan Selama Penelitian
.......
98
22. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Pro-
duksi Telur Hen-day
...................
98
23. Rataan Bobot Telur Pada Masing-masing Perla-
kuan Selama Penelitian
..................
99
24. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Bobot
Telur
...................................
99
25. Rataan Konversi Ransum Pada Masing-masing Per-
lakuan Selama Penelitian
................
100
26. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Kon-
versi Ransum
............................
100
27. Rataan Tebal Kerabang Pada Masing-masing Per-
lakuan Selama Penelitian
...............
101
28. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Tebal
Kerabang Telur
..........................
102
29. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap In-
deks Warna Kuning Telur
.................
102
Daftar Lampiran (lanjutan)
30. Rataan Indeks Warna Kuning Telur Pada Masing-
......
masing Perlakuan Selama Penelitian
103
31. Rataan Nilai Haugh unit Pada Masing-masing
............
Perlakuan Selama Penelitian
32. Rataan Retensi Kalsium Dalam Kerabang Pada
104
..
105
............
105
Masing-masing Perlakuan Selama Penelitian
33. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Re-
tensi Kalsium Dalam Kerabang
34. Rataan Retensi Fosfor Dalam Kerabang Pada
..
106
.............
106
Masing-masing Perlakuan Selama Penelitian
35. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Re-
tensi Fosfor Dalam Kerabang
36. Rataan Kandungan Magnesium Dalam Kerabang
Pada Masing-masing Perlakuan Selama Pene.................................
litian
107
37. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Kan-
dungan Magnesium Dalam Kerabang
.........
107
38. Komposisi Setiap 5 kg Pfizer Premix 2A
(Penelitian pendahuluan)
................
108
39. Komposisi Setiap kg Premix/Suryamix Plus
(Penelitian lanjutan/Uji ransum)
........
109
40. Kandungan Asam-asam Amino Dalam Dedak Padi
Sebelum Dan Sesudah Fermentasi
xiii
..........
110
PENDAHULUAN
Fluktuasi harga bahan pakan merupakan kendala yang
paling sering mengguncang stabilitas usaha peternakan ayam
ras di Indonesia, karena
seperti diketahui bahwa biaya
ransum dapat mencapai 70 %
dari seluruh biaya produksi;
tingginya harga ransum ini disebabkan oleh beberapa bahan
pakan yang masih h a m s diimpor.
Untuk menekan biaya ransum telah banyak digunakan bahan pakan
berupa
limbah industri produk pertanian yang
penggunaannya tidak bersaing dengan kebutuhan manusia. Salah satu limbah industri produk pertanian yang paling populer dan banyak digunakan dalam menyusun ransum ayam adalah dedak padi halus atau lunteh yang dalam penelitian ini
untuk selanjutnya disebut dedak padi, yaitu hasil ikutan
dari penggilingan padi
yang diperoleh setelah beras dipi-
sahkan dari kulit gabah atau sekam dan dedak kasar.
Ditinjau dari
ketersediaannya yang melimpah
sebagai
akibat swasembada beras, penggunaannya yang saat ini belum
bersaing dengan kebutuhan manusia serta harga yang relatif
murah dibandingkan dengan harga bahan pakan lain, penggunaan dedak padi
dalam jumlah besar
dalam susunan ransum
ayam perlu dipertimbangkan.
Walaupun kandungan energi, protein, vitamin B dan beberapa mineral
dalam dedak padi
cukup
tinggi, beberapa
hasil penelitian memperlihatkan
yang dapat
bahwa jumlah dedak padi
digunakan dalam suatu susunan ransum ayam sa-
sangat terbatas. Pada ransum-ransum komersial dedak padi
hanya digunakan 10 - 20 %, karena dapat menghambat pertumbuhan dan menurunkan tingkat ketersediaan biologik mineral
mineral
tertentu, terutama untuk
ayam pedaging
dan anak
ayam yang sedang tumbuh. Hal tersebut nampaknya disebabkan
oleh kandungan serat kasar yang tinggi serta zat-zat antinutrisi yang salah satunya diperkirakan fitat. Dilaporkan
bahwa dedak padi mengandung 1.44 % Fosfor dan 80 % diantaranya dalam bentuk fitat (Halloran, 1980).
Mengingat
ketersediaannya yang melimpah, potensinya
sebagai bahan pakan serta
faktor antinutrisi yang dikan-
dungnya, pemikiran ke arah pemanfaatan dedak padi sebagai
bahan pakan secara lebih efisien sangat diperlukan.
Metode-metode pengolahan untuk memperbaiki efisiensi
pemanfaatan dedak padi
telah dilakukan baik secara fisik
maupun secara kimiawi, di antaranya dengan pengukusan, penyeduhan
dengan air panas, menghilangkan
kandungan lemak
maupun menambahkan antioksidan.
Fitat dalam bentuk asam maupun
bentuk utama
garam fitat merupakan
simpanan fosfor yang terdapat pada lapisan
luar butir-butiran (seralia). Senyawa ini sangat sukar dicerna, sehingga fosfor dalam bentuk fitat
tidak dapat di-
manfaatkan oleh tubuh. Dengan demikian sebagian besar dari
fosfor tersebut akan diekskresikan melalui feses dan dapat
menyebabkan pencemaran.
Selain mampu mengkhelat
ion-ion bervalensi dua t e n -
tama kalsium (Ca), besi (Fe) dan seng (Zn) untuk membentuk
kompleks fitat-mineral yang sukar larut, fitat mudah pula
bereaksi dengan protein membentuk kompleks fitat - protein
yang dapat
menurunkan kelarutan protein. Dengan demikian
akan menghambat laju hidrolisis protein oleh enzim - enzim
proteolitik.
Fosfor dan mineral-mineral lain dalam kompleks fitat
hanya dapat digunakan oleh unggas
apabila g n p fosfatnya
terhidrolisis oleh enzim fitase. Enzim ini akan menghidrolisis fitat menjadi inositol dan asam fosfat. Dengan demikian juga
akan meningkatkan
ketersediaan fosfor bagi tu-
buh.
Enzim fitase
sebenarnya terdapat dalam mukosa usus
ayam, namun fitase usus ini tidak mampu menghidrolisis fitat
dari pakan
karena jumlahnya tidak memadai
walaupun
Irving dalam Cosgrove (1980) mengemukakan bahwa enzim fitase dalam usus ayam dapat diaktifkan oleh
ion
kehadiran ion-
Selain itu kerja fitase ini juga dihambat oleh
adanya
Ca
dalam usus
terutama pada
ayam petelur
yang
mendapat ransum dengan kandungan Ca cukup tinggi.
Untuk
menghidrolisis fitat dalam bahan pakan
dapat
digunakan enzim fitase yang diisolasi dari sumber lain
seperti misalnya
mikroba. Salah satu jenis mikroba
dilaporkan dapat memproduksi
yang
enzim fitase adalah kapang
Aspergillus ficuum (Shieh dan Ware, 1968).
Alternatif lain dalam upaya meningkatkan efisiensi
pemanfaatan dedak padi
sebagai bahan pakan
mengubahnya menjadi produk lain melalui
adalah dengan
teknologi fermen-
tasi, yaitu suatu proses metabolisme dimana enzim dari mikroorganisme melakukan
oksidasi, reduksi, hidrolisis dan
reaksi kimia lainnya sehingga terjadi perubahan kimia pada
suatu
substrat organik dengan menghasilkan produk
ter-
tentu.
Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini
akan dilakukan biok0nvers.i dedak padi
oleh kapang Asper-
g i l l u s f i c u u m melalui teknik fermentasi .
Tujuan penelitian ini adalah
:
1. Menguji produksi enzim fitase kapang Aspergill us ficuum
dalam medium dedak padi
dengan sistem fermentasi media
padat.
2. Mempelajari perubahan nilai nutrisi
dedak padi setelah
difermentasi oleh kapang Aspergill us ficuum.
3. Mempelajari
pengaruh penggunaan dedak padi hasil fer-
mentasi dalam ransum terhadap kinerja ayam petelur.
TINJAUAN PUSTAKA
Potensi Dedak Padi di Indonesia
Dedak padi
yang
merupakan hasil ikutan penggilingan padi
berasal dari
proses
lapisan luar beras pecah kulit
penyosohan beras. Dalam setiap proses
gabah menjadi beras
dalam
pengolahan
akan dihasilkan dedak kira-kira seba-
nyak 10 %, di samping pecahan-pecahan beras atau menir sebanyak
17 %,
tepung beras
3 %,
sekam 20 %
dan berasnya
sendiri 50 % . Persentase tersebut sebenarnya sangat bervariasi bergantung
kepada varietas
dan umur padi, derajat
penggilingan serta cara penyosohannya (Grist, 1972).
Dedak padi yang diperjualbelikan kadang-kadang masih
tercampur dengan bagian-bagian butir padi yang lain seperti lembaga, pecahan - pecahan beras
atau menir
dan sekam
dalam jumlah kecil. Untuk selanjutnya dalam penelitian ini
yang dimaksud
dengan dedak padi
adalah dedak yang oleh
Loebis (1958) disebut dedak halus atau lunteh.
Keberhasilan pemerintah dalam program swasernbada beras yang berarti
peningkatan produksi beras, telah menye-
babkan terjadinya peningkatan produksi hasil ikutan pengolahan padi menjadi beras di antaranya adalah dedak.
Laporan Biro Pusat Statistik (1991) menunjukkan bahwa
produksi gabah kering giling di Indonesia pada tahun 1991
diperkirakan mencapai
36 547 055 ton, dengan
perkiraan
jumlah dedak padi
berat gabah
yang
dihasilkan antara 5 - 9 %
yang digiling
(
Abbas, dkk., 1985
)
dari
maka akan
dihasilkan dedak padi sebanyak 1 827 352.75 - 3 289 234.95
ton
; 23 %
di antaranya dihasilkan oleh propinsi Jawa
Barat. Selanjutnya Laporan Sementara Biro Pusat Statistik
pada tahun 1994
memperlihatkan bahwa
produksi dedak padi
di Indonesia diperkirakan telah mencapai 4.05 juta ton.
Penammaan Dedak Padi Dalam Ransum Avam
Menurut National Research Council
(
NRC
)
- Nutrients
Requirement of Poultry (1984), dedak padi mengandung energi metabolis sebesar 2100 kkal/kg dan
bagai
berikut
:
serat kasar, 0.07
12.90 %
%
zat-zat makanan se-
protein, 13.00 %
Ca, 1.50 %
lemak, 11.40 %
P total dengan 0.21 % non
fitat P serta 0.22 % Mg. Dedak padi juga kaya akan tiamin,
niasin dan
asam pantotenat. Dari jumlah kandungan zat-zat
makanannya nampak bahwa
dedak padi cukup baik sebagai ba-
han pakan.
Penggunaan dedak padi
ransum
ayam pedaging
sebanyak 60 %
atau anak ayam yang sedang turnbuh
ternyata dapat menekan pertumbuhan
Prawirokusumo, 1977
disarankan untuk
30 %,
namun bila
40 % .
terutama dalam
(
Kratzer dkk., 1974
serta Sayre dkk., 1988
)
;
. Selanjutnya
tidak menggunakan
dedak padi lebih dari
kualitasnya baik
dapat digunakan sampai
Dalam
padi
ransum ayam petelur
sampai
memuaskan
Payne
(
(
dengan 45
jumlah penggunaan dedak
masih
%
memberikan hasil
Nasroedin dan Prawirokusumo, 1979
1977
melaporkan bahwa
)
mengandung 60
%
) .
yang
Mayun dan
ransum ayam petelur yang
dedak padi dapat menurunkan produksi telur
serta menghasilkan warna kuning telur yang pucat.
Pilliang dkk.
(
1982
)
melakukan penelitian pada ayam
petelur yang diberi ransum dengan dedak padi
ber energi
sebagai sum-
utama. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa
pemberian dedak padi sampai tingkat 91 % masih dapat menghasilkan produksi telur sebesar 66.70 % tidak berbeda nyata dengan yang dihasilkan oleh ayam yang mendapat ransum
dengan kandungan dedak padi 73.80
%
maupun ransum komer-
sial yang digunakan sebagai kontrol.
Fitat Sebauai Antinutrisi Dalam Dedak Padi
Asam fitat dengan rumus kimia mio - inositol heksahidrogen fosfat
atau garam-garam fitat dalam bentuk Na2Mg5-
fitat, K2Mg5-fitat atau CaMg5-fitat (fitin) merupakan bentuk utama simpanan fosfor yang terdapat pada butir-butiran
(seralia) termasuk padi .
Kandungan fitat dalam tanaman padi
dipengaruhi lang-
sung oleh fosfat yang tersedia bagi tanaman dimana kelebihan fosfat
akan disimpan dalam bentuk
fitat. Dengan demikian pemupukan
asam atau garam
fosfat yang berlebihan
akan meningkatkan kadar fitat dalam tanaman padi yang bersangkutan (Maga, 1982).
Pada tahap awal pematangan tanaman padi bagian terbesar dari mio - inositol terdapat dalam bentuk bebas, namun
menjelang tahap akhir pematangan
berbentuk ester fosfat
dari seluruh
mio - inositol
dan jumlahnya
tersebut
dapat mencapai 80 %
kandungan fosfat. Baik mio - inositol maupun
mio-inositol fosfat ditemukan pada bagian butir, daun, batang maupun
akar tanaman padi. Bagian
terbesar
pada butir dan ha1 ini menunjukkan bahwa
terdapat
bio sintesis fi-
tat terjadi pada bagian butir dengan menggunakan gula-gula
yang terdapat
pada bagian tersebut. Selanjutnya dikemuka-
kan bahwa bagian terbesar dari fitat terdapat pada lapisan
luar butir padi. Jumlahnya mencapai
banyak daripada
yang biasa
kandungan fitat
23 kali lipat
lebih
dalam bagian butir beras
dikonsumsi (Maga, 1982) .
Fitat merupakan suatu senyawa yang tidak dapat larut
sehingga sangat sukar dicerna dan tidak dapat dimanfaatkan
oleh tubuh. Di samping itu fitat
juga mempunyai sifat se-
bagai c h e l a t i n g agent terutama terhadap ion-ion bervalensi
dua seperti Ca, Fe dan Zn
(
Graf, 1983
)
mengakibatkan ke-
tersediaan biologik mineral-mineral tersebut rendah.
Davies dan Nightingale (1975) telah membuktikan bahwa
asam fitat dalam ransum nyata dapat menurunkan rataan akumulasi dan retensi Fe, Cu, Mn
dan Zn.
Hasil penelitian Deolankar dan Singh
menggunakan perunut radioaktif
(
1979
)
dengan
4 5 ~ adan " ~ e memperlihat-
kan bahwa tingkat ketersediaan biologik mineral-mineral Ca
dan Fe dalam ransum ayam pedaging yang didasarkan atas dedak padi lebih rendah daripada tingkat ketersediaan mineral-mineral tersebut dalam ransum yang didasarkan atas jaslung
Thompson dan Weber (1981) melaporkan bahwa penggunaan
dedak padi dalam ransum ayam dapat menurunkan kandungan Zn
dalam tulang, ha1 yang sama dilaporkan
(
1982
)
oleh Pilliang dkk.
bahwa ransum ayam petelur yang mengandung 81.50 %
dedak padi
memerlukan suplementasi ZnC03 untuk dapat mem-
perbaiki pertumbuhan bulu.
Pilliang dkk.
yang mengandung
(
1982
80 - 90 %
juga melaporkan bahwa ransum
dedak padi
menurunkan tingkat
ketersediaan semua Ca dalam ransum. Hal ini sejalan dengan
hasil penelitian Nelson dkk.(1968) dan Farkvam dkk. (1989)
bahwa anak ayam yang mendapat ransum yang mengandung asam
fitat memerlukan lebih banyak Ca
untuk dapat memenuhi ke-
butuhannya. Selanjutnya McGillivray dan Nelson (1968) melaporkan bahwa untuk setiap peningkatan
0.10 % fitat fos-
for dalam ransum diperlukan penambahan Ca ransum sebanyak
0.08 % .
Seperti halnya dengan mineral , asam fitat mudah pula
bereaksi dengan protein membentuk kompleks fitat - protein
yang dapat menurunkan kelarutan protein (Smith dkk.,1957).
Hubungan antara fitat dengan protein
pertamakali di-
laporkan oleh Fontaine dkk. (1946). Mereka menemukan suatu
senyawa dalam kacang tanah dan bungkil biji kapuk yang dapat mempengaruhi kelarutan protein, senyawa tersebut berhasil diidentifikasi sebagai fitin yaitu
suatu bentuk ga-
ram fitat. Lebih lanjut dijelaskan oleh Kekade (1974) yang
dikutip oleh Muchtadi (1989) bahwa
menurunkan
laju hidrolisis protein
kompleks fitat-protein
oleh enzim-enzim pro-
teolitik karena terjadinya perubahan konformasi protein.
Umehara dkk. (1983) berhasil mengisolasi suatu senyawa yang bekerja sebagai protease inhibitor dalam dedak padi, senyawa tersebut diduga sebagai asam fitat. Penelitian
selanjutnya dengan cara menambahkan asam fitat pada proses
fermentasi pembuatan sake, ternyata menghasilkan
sake de-
ngan kandungan asam amino yang lebih rendah.
Struktur asam fitat dan struktur kompleks asam fitat
dengan beberapa
Erdman
(
mineral
seperti yang dikemukakan oleh
1979 ) disajikan pada Gambar 1, sedangkan bentuk
lain dari
ikatan asam fitat dengan mineral Zn menurut
Scott dkk. (1982) dapat dilihat pada Gambar 2.
Enzim Fitase
Fitase atau mio - inositol heksafosfat fosfohidrolase
merupakan suatu fosfomonoesterase yang mampu menghidrolisis asam
fitat
(
mio-inositol heksakis fosfat
)
menjadi
Gambar 1. Struktur Asam Fitat Dan Struktur
Komplek Fitat-Mineral Menurut
Erdman (1979).
Seng fitat yang
tidak larut
Gambar 2. Ikatan Asam Fitat Dengan Zn Dalam Bentuk
Reaksi Kimia (Scott dkk., 1982)
ortofosfat an organik dan
yang lebih rendah
ester-ester fosfor mio-inositol
. Pada kondisi
tertentu bahkan
fosfat dan mio-inositol bebas (Cosgrove, 1980)
menjadi
. Selanjut-
nya dikemukakan bahwa enzim fitase tersebar luas dalam tanaman, jaringan hewan atau usus halus
serta beberapa spe-
sies kapang dan bakteri (Cosgrove, 1980).
Dalam tanaman
distribusi enzim fitase tidak seimbang
dengan kandungan fitatnya
,
sehingga ada kemungkinan bahwa
aktifitas enzim fitase akan dihambat oleh
kandungan asam
fitat yang tinggi. Kandungan asam fitat dalam tanaman amat
bervariasi
dan enzim fitase
bahan makanan
,
tidak stabil
dalam
kondisi
dengan demikian bahan makanan tertentu ti-
dak dapat diharapkan sebagai sumber enzim fitase ( Temperton dkk., 1965 ; Lolas dan Markakis, 1977).
Tangenjaya dkk.
asam fitat
melaporkan bahwa
( 1981
dalam dedak padi yang dikukus
hidrolisis
lebih mudah di-
bandingkan dengan model dimana larutan asam fitat dipanaskan secara i n v i t r o . Disimpulkan bahwa
perbedaan tersebut
nampaknya disebabkan oleh kehadiran enzim fitase dalam dedak padi. Hal yang sama dilaporkan oleh Ogawa dkk. (1975)
yang mempelajari hidrolisis asam fitat dengan cara menginkubasi dedak padi pada berbagai pH dan suhu.
Pada jaringan hewan enzim fitase ditemukan dalam mukosa usus halus dengan konsentrasi yang bervariasi antara
spesies yang berbeda. Bitar dan Reinhold (1972) menghidrolisis asam fitat oleh
enzim fitase yang berasal dari ti-
kus, ayam dan anak sapi. Dilaporkan bahwa
aktifitas enzim
fitase dari ketiga spesies tersebut berturut-turut adalah:
1.60;
1.08
dan
0.33 pmol/menit/mg protein
Cooper dan Gowing
(
.
Selanjutnya
1983 ) mengisolasi enzim fitase dari
brush border usus halus tikus, tupai, marmut
dan kelinci;
aktifitas enzim fitase yang diperoleh berturut-turut adalah
: 0.115 ; 0.072 ; 0.046
dan 0.033 unit
(
pg P yang di-
bebaskan/menit/mg protein). Dari kedua penelitian tersebut
nampak bahwa
tikus memiliki
aktifitas enzim fitase ter-
tinggi dibandingkan dengan spesies hewan lainnya.
Shieh dan Ware
fitase
.
mampu
memproduksi
Beberapa
( 1968 )
strain
enzim
melakukan pengamatan terhadap
kapang Aspergillus
dilaporkan
fitase ekstraseluler
terutama
A s p x g i l l u s niger dan A s p e r g i l l u s ficuum.
Enzim
fitase
juga
dihasilkan oleh
mikroorganisme
A e r a b a c t e r aerogenes ( Greaves dkk. 1967 dan Irving dalam
Cosgrove, 1980) , Rhizopus oligosporus (Sudarmaji
kakis, 1977; Irving dalam Cosgrove, 1980
serta
(
Fardiaz
Fardiaz
dan
dan Markakis, 1981
Markakis, 1981
)
;
dan Mar-
Wang dkk., 1980
, Neufospora sitophila
, Rhizopus &enensis
)
dan
A s p e r g i l l u s oryzae (Wang dkk., 1980) serta B a c i l l u s s u b t i lis,
Escherichia coli,
Pseudomonas bacterium
dan
ragi
nama
lain
P i c h i a farinosa (Irving dalam Cosgrove, 1980).
A s ~ e r o i l l u sf i c u u m
A s p e r g i l l u s ficuum
U s t i l a g o ficuum
dikenal
juga
dengan
atau A s p e r g i l l u s batatae merupakan salah
satu kapang dari genus: Aspergillus, famili: Moniliaceae ,
ordo
:
Mbnoliales , sub divisi
:
Ascamycetes
dan divisi
:
Bumycota (Raper dan Fenel, 1977) .
Kapang A s p e r g i l l u s ficuum
dapat tumbuh
dengan cepat
-
26 OC ) ; pada
dalam larutan Czapek pada suhu ruang
( 24
umur 10 - 14 hari diameter koloni dapat mencapai 5 - 6 cm.
Miseliumnya
berwarna
berwarna putih, halus
dan hampir
seluruhnya
cokelat tua keunguan yang dengan mata telanjang
nampak berupa massa berwarna hitam. Kapang ini tumbuh berdesakan hampir pada
seluruh permukaan koloni, namun makin
ke bagian
tepi koloni warnanya memucat
sampai berwarna
kuning muda atau bahkan tidak berwarna sama sekali.
Beberapa peneliti melaporkan bahwa kapang Aspergillus
ficuumr mampu memproduksi enzim-enzim fitase (Shieh dan Wa-
re, 1968), a-amilase (Hayashida dan Teramoto, 1986), selobiohidrolase (Hayashida dkk., 1988), S-fruktofuranosidase
(Ettalibi dkk., 1990) dan inulinase (Carnniti dkk., 1991).
Shieh dan Ware (1968) menguji kemampuan berbagai mikroorganisme untuk memproduksi enzim fitase dengan menggunakan
cul ture enrichment technique. Kemampuan
pang tersebut untuk
kapang-ka-
memproduksi enzim fitase dipengaruhi
oleh strain serta oleh media tempat kapang itu turnbuh. Beberapa kelompok kapang Aspergillus niger menghasilkan enzim
fitase ekstraseluler yang dapat mendefosforilasi Ca-
fitat
dalam
larutan asam; sedangkan kapang Aspergillus
ficuum NRRL 3135 yang diisolasi dari tanah menunjukkan ak-
tivitas enzim fitase tertinggi dalam media pati jagung.
Proses Fermentasi
Berdasarkan bahan yang digunakan dan produk yang didihasilkan, fermentasi sering didefinisikan sebagai proses
pemecahan bahan-bahan organik oleh mikroorganisme sehingga
diperoleh komponen - komponen yang diinginkan
(
Fardiaz,
1988). Bahan-bahan utama yang diperlukan untuk dapat berlangsungnya suatu proses fermentasi adalah berbagai jenis
mikroorganisme atau berbagai jenis enzim yang dihasilkan.
Jadi proses fermentasi dapat berlangsung oleh adanya enzim
saja (Judoamidjojo dkk., 1992).
Faktor - faktor yang perlu diperhatikan dalam memproduksi enzim
dari mikroorganisme adalah pemilihan media
fermentasi, kondisi fermentasi dan spesies mikroorganisme
yang digunakan. Ketiga faktor tersebut
akan berpengaruh
terhadap massa dan komposisi sel (Tannenbaum dkk., 1978).
Berdasarkan jenis
substrat yang digunakan, proses
fermentasi dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu
:
fer-
mentasi media cair dan fermentasi media padat. Fermentasi
media cair adalah proses fermentasi yang menggunakan substrat terlarut atau tersuspensi dalam fase cair, sedangkan
fermentasi media padat merupakan proses fermentasi dimana
media yang digunakan hanya mengandung air
cukup untuk ke-
perluan mikroorganisme (Chalal, 1985).
Dalam proses fermentasi media padat, media berfungsi
sebagai sumber karbon, nitrogen maupun energi. Pada proses
ini terjadi
yang
degradasi komponen media
ditandai oleh
oleh mikroorganisme
tidak adanya air bebas
dalam sistem
fermentasi tersebut.
Dibandingkan dengan fermentasi media cair, fermentasi
media padat lebih menguntungkan karena kondisi media lebih
mendekati kondisi lingkungan alami bagi pertumbuhan kapang
(
Raimbault dan Alazard, 1980
dari penggunaan media padat
Dunn
) .
Beberapa
dikemukakan oleh
serta Satiawihardja
( 1982 )
keuntungan lain
( 1984
Prescot dan
1 , antara
lain:
(1) Tidak memerlukan bahan lain kecuali air, karena bahan-
bahan yang diperlukan oleh mikroorganisme
dalam media.
(
(
2
)
telah tersedia
Persiapan inokulum lebih
sederhana.
3 ) Kontrol terhadap kontaminan lebih mudah. (4) Aerasi
optimum dan sistem lebih mudah karena banyak ruangan antar
partikel media.
(5)
Tidak diperlukan kontrol pH maupun su-
hu yang teliti seperti pada fermentasi media cair. (6) Hasil enzim per unit volume inkubator lebih tinggi. (7) Dari
ekstraksi
tinggi.
(
9 )
dapat diperoleh
( 8 )
larutan enzim berkonsentrasi
Tenaga kerja yang diperlukan
Peralatan
yang
diperlukan lebih
lebih sedikit.
sederhana dan
(10) Scale up nya lebih mudah.
Substrat fermentasi harus mengandung
yang cukup
zat-zat makanan
agar mikroorganisme dapat tumbuh dengan baik
yang pada gilirannya akan berpengaruh terhadap jumlah dan
mutu enzim yang dihasilkan. Luh (1980) mengemukakan bahwa
selain karbohidrat, protein
dan
lemak, dedak padi
juga
mengandung selulosa, hemiselulosa, lignin, vitamin dan mineral. Selanjutnya dikemukakan bahwa
sumber vitamin
dedak padi merupakan
B dan E yang baik, namun hanya
mengandung
sedikit vitamin - vitamin A, C dan D; sedangkan beberapa
mineral yang terkandung dalam dedak padi antara lain
:
Ca,
P, K, Mg, Fe dan Na.
Dedak padi
substrat
telah terbukti
dapat
dalam fermentasi media padat
digunakan
sebagai
untuk menumbuhkan
kapang Aspergillus oryzae (Hartanto, 1987 ) dan Aspergillus
aydmori var kawachi
(
Munarso, 1989
nelitian lain dengan menggunakan
)
.
Pada penelitian-pe-
sistem fermentasi media
padat dedak padi digunakan untuk memperkaya substrat utama
yang kandungan zat - zat makanannya relatif
lebih rendah,
seperti dilakukan oleh Yuliaty Shafan Nur (1993) yang menumbuhkan kapang-kapang Aspergillus oryzae dan Aspergillus
niger dalam
substrat onggok
serta Deanne
Helianti (1994) yang menambahkan dedak padi
strat utama berupa
campuran onggok
( 1994 )
dan
ke dalam sub-
dan limbah pembuatan
tahu untuk menumbuhkan kapang Nanascus purpureus.
A s ~ e kNutrisi Bahan Pakan Yans Difermentasi Oleh K a ~ a n q
~ercpillusficuum
Telah dikemukakan terdahulu bahwa kapang Aspergillus
ficuum mampu memproduksi berbagai enzim, walaupun demikian
hasil-hasil penelitian mengenai fermentasi bahan pakan dengan menggunakan kapang Aspergillus ficuum b a r ~mengemukakan perubahan
-
perubahan
nilai nutrisi yang diakibatkan
oleh enzim fitase yang dihasilkan oleh kapang tersebut.
Nelson dkk. (1968) mengamati ketersediaan fitat-fosfor dalam
kacang kedelai yang difermentasi dengan enzim
Gambar 3. Sekuen Reaksi Enzim Fitase Dedak Gandum
Dengan Substrat Mio-inositol Heksakisfosfat Menurut Courtois dan Joseph
(Cosgrove, 1980).
fitase dari kapang Aspergillus ficuur. Fitat
kacang kedelai yang tidak difermentasi
dapat
dimanfaatkan
,
oleh anak ayam
-
fosfor dari
sama sekali tidak
sedangkan efisiensi
penggunaan fitat-fosfor dari kacang kedelai yang telah difermentasi sama dengan tingkat efisiensi penggunaan fosfor
in organik
. Hal
pemecahan fitat
-
tersebut menunjukkan bahwa
telah terjadi
fosfor oleh enzim fitase sehingga fosfor
terlepas dari ikatan fitat-fosfor dan
dapat digunakan se-
penuhnya oleh anak ayam.
Pengaruh fermentasi dengan
dari
Aspergillus ficuur
energi dedak gandum
,
enzim fitase yang berasal
terhadap
perubahan
biji kapas dan
kukan oleh Richard dkk.(1974).
kacang kedelai dila-
Fermentasi dedak gandum dan
biji kapas oleh Aspergillus ficuur
katkan nilai energi metabolis
kandungan
ternyata dapat mening-
kedua bahan tersebut
untuk
ayam, sedangkan nilai energi metabolis kacang kedelai yang
tidak difermentasi justru lebih tinggi
daripada yang di-
difermentasi. Hal tersebut berbeda dengan yang dilaporkan
oleh Rojas dan Scott (1969) yang mengemukakan bahwa perlakuan dengan enzim fitase dapat meningkatkan
nilai energi
metabolis kacang kedelai dan biji kapas pada ayam. Diduga
bahwa hidrolisis kompleks fitat-protein dapat meningkatkan
kecernaan protein , dengan demikian meningkatkan
nilai
energi metabolis bahan-bahan tersebut.
Perubahan nilai energi
dedak gandum
dan biji kapas
akibat perlakuan dengan enzim fitase diuji pada tikus oleh
Richard dkk.
(
1974 1 . Dilaporkan bahwa
baik nilai energi
metabolis maupun energi dapat dicerna dedak gandum dan biji kapas yang telah mendapat perlakuan dengan enzim fitase
adalah
lebih tinggi daripada yang
tidak mendapat
per-
lakuan .
Penambahan enzim
fitase yang berasal dari
kapang
Aspergillus ficuum ke dalam ransum babi ternyata dapat me-
ningkatkan kecernaan fosfor sebagai akibat dari meningkatnya degradasi asam fitat (Jongbloed, 1990) dan meningkatkan kecernaan serta retensi P dan Ca (Nasi, 1990).
Han dan Wilfried
padat
(
1988
)
melakukan fermentasi media
menggunakan kapang Aspergillus ficuum
pada kacang
kedelai dan biji kapas. Hidrolisis dan pelepasan fitat kacang kedelai
ternyata lebih efektif daripada untuk biji
kapas, sekitar 85 % fitat dalam kacang kedelai dapat didegradasi
sementara pada biji kapas
hanya 67 % . Penelitian
yang sama yang dilakukan oleh Nair dan Duvnjak (1990) terhadap
canola
canola
menunjukkan bahwa
dapat didegradasi
dalam jangka waktu 48 jam.
seluruh asam fitat dalam
oleh kapang
Aspergillus ficuum
MATERI DAN METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pertama
berupa
pendahuluan dan penelitian kedua
atau lanjutan yang berupa uji ransum. Seluruh kegiatan penelitian berlangsung
selama 26 bulan mulai Februari 1993
sampai dengan Mei 1995, bertempat di
biologi Pangan
izi
Laboratoriurn Mikro-
Pusat Antar Universitas Bidang Pangan dan
Institut Pertanian Bogor, Laboratorium dan
Ternak
Kandang
Balai Penelitian Ternak Ciawi, Bogor, Laboratorium
dan Kandang Ternak Ilmu Produksi Ternak Unggas serta Laboratoriurn Ilmu Nutrisi
dan Makanan Ternak, Fakultas Peter-
nakan Institut Pertanian Bogor.
I. Penelitian Pendahuluan
Materi Penelitian
Materi utama penelitian terdiri atas
:
1. Dedak padi atau lunteh, diperoleh dari penggilingan padi di Darmaga, Bogor.
2. Biakan murni kapang Aspergillus ficuum, diperoleh dari
Divisi Mikrobiologi Laboratorium Terpadu Analisis Kimia
Institut Pertanian Bogor.
3. Media
ekstrak toge agar (ETA). Media ini terdiri atas:
6 % gula pasir
dan 2
%
agar bacto
dalam ekstrak toge.
Media ini dituang ke dalam tabung -tabung reaksi masing
masing
sebanyak 5 - 7 ml
dan kemudian disterilisasi ,
setelah itu didinginkan pada posisi miring.
4. Ayam jantan dewasa
dan anak ayam pedaging untuk pengu-
jian biologik dedak padi hasil fermentasi (DPF).
Metode Penelitian
Penelitian pendahuluan meliputi empat tahap percobaan
masing-masing
A.
Mempelajari
:
kemampuan kapang Aspergill us fi cuum
untuk
memproduksi enzim fitase dalam substrat dedak padi dengan sistem fermentasi media padat. Secara ringkas proses untuk mendapatkan enzim fitase yang akan diuji aktivitasnya disajikan pada Skema 1. Pengujian aktivitas
enzim fitase yang diperoleh dilakukan menggunakan metode dari Alltech Biotechnology Center yang telah dimodifikasi .
Untuk pengujian aktifitas enzim diperlukan pereaksi Vanadat-Molibdat dan larutan fosfat standar.
Pereaksi Vanadat
-
Molibdat
:
Larutan 2 0 g amonium
molibdat dalam 400 ml akuades hangat, dinginkan
.
Seba-
nyak 1 g amonium vanadat dilarutkan dalam 3 0 0 ml akua des mendidih, dinginkan, setelah dingin tambahkan per lahan-lahan 140 ml asam nitrat pekat sambil diaduk.
Ke dalam
larutan vanadat
masukkan
larutan molibdat,
lalu diencerkan dengan akuades sampai volume 1 liter.
Larutan f o s f a t standar
:
0.3834 g
kalium dihidro
SEBAGAI UPAYA MENURUNKAN KADAR FITAT DAN PENGARUHNYA
TERHADAP KTNERJA AYAM PETELUR
Oleh :
Siti Wahyuni H.S.
PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1995
BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG A S P E R G I W S FICtlDW
SEBAGAI UPAYA MENURUNKAN KADAR FITAT DAN PENGARUENYA
TERHADAP KINERJA AYAM PETELUR
Bioconversion of Rice Bran by Aspergillus ficum
to reduce the Content of Phytate and its Effect
on the Laying Hens Performance
ABSTRACT
Three experiments were conducted to evaluate the performance of laying hens fed on fermented rice bran ( F R B )
utilizing A. ficum. In Experiment 1, the phytase-producing
ability of A. ficuum was tested. The mold produced 2.561 AU
of phytase when was grown for 88 hours on rice bran medium.
In Experiment 2, in vitro and in vivo studies were carried
out on rice bran before and after fermented utilizing A. fic u m . Fermentation of rice bran reduced phytic acid by about
83.25 %, but had no effect on protein digestibility. Protein
content, Ca and P retention, and P availability in FRB were
higher (Pc0.05) than in unfermented rice bran ( URB ) . There
were no differences in metabolizable energy content and N
retention. In Experiment 3, 5 treatment diets and a control
diet were each fed to 5 groups of 4 hens in individual battery cages. The treatment diets contained 10 to 50 % FRB,
the control diet contained 30 % URB. All diets contained 15%
protein with 2650 kcal/kg ME and had similar Ca, Pav, lysine
methionine and TSAA contents. Egg production, egg weight,
feed conversion, Haugh unit, shell thickness, yolk index, Ca
retention and Mg content of shell were not affected by fermentation. Feed consumption and P retention in shell of hens
fed FRB diets were higher ( Pc0.05 ) than those fed the control diet. The higher FRB content of diet increased (Pc0.05)
feed conversion, P retention and Mg content of shell; reduced ( Pc0.05 ) feed consumption, egg production and yolk inindex. Egg weight, Haugh unit, shell thickness and Ca retention in shell were not affected.
SIT1 WAHYUNI HARRY SUPRAPTI. Biokonversi Dedak Padi Oleh
Kapang A s p e r g i l l u s ficuum
Sebagai Upaya Menurunkan Kadar
Fitat Dan .Pengaruhnya Terhadap Kinerja Ayam
(Di bawah bimbingan
Petelur
Juju Wahju, sebagai Ketua, Dawan Su-
gandi, D.J. Samosir, A. A. Mattjik, Norman
R. Azwar
dan
Budi Tangenjaya, sebagai Anggota) .
Serangkaian penelitian
telah dilakukan di Institut
Pertanian Bogor dan Balai Penelitian Ternak, Ciawi untuk
mempelajari daya produksi enzim fitase dari kapang Asperg i l l u s ficuum dalam medium dedak padi serta perubahan-per-
ubahan nilai nutrisi yang terjadi pada dedak padi setelah
fermentasi. Dedak padi hasil fermentasi dikaji pengaruhnya
terhadap ayam petelur periode produksi.
Penelitian pertama
vivo
menggunakan
dilakukan secara
ayam jantan dewasa
in v i t r o dan in
serta ayam broiler.
Penelitian kedua dengan menggunakan dedak padi hasil fermentasi dalam susunan ransum ayam petelur, dilakukan menggunakan Rancangan Acak Lengkap yang terdiri atas
6 perla-
kuan dan 5 ulangan. Lima macam ransum mengandung dedak padi hasil fermentasi masing - masing sebesar 10, 20, 30, 40
dan 50 % serta ransum kontrol tanpa dedak padi
namun mengandung
fermentasi
30 % dedak padi mentah, diberikan kepada
120 ekor ayam petelur tipe medium selama 20 minggu; dengan
tujuan untuk
mengetahui pengaruh fermentasi dan pengaruh
peningkatan penggunaan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum
terhadap kinerja produksi yang meliputi konsumsi
ransum, produksi telur hen-day, bobot telur, konversi ransum, tebal kerabang, nilai Haugh unit, indeks kuning telur
serta retensi Ca, P dan kandungan Mg
sum perlakuan disusun
iso protein
dalam kerabang. Ran-
dan
dengan 2650 kkal/kg 1 , demikian juga
iso energi
(
15 %
dengan kandungan Ca
dan P.
Terhadap data hasil pengamatan dilakukan analisis ragam; untuk mengetahui
pengaruh fermentasi dilakukan uji
kontras ortogonal, sedangkan untuk mengetahui pengaruh peningkatan dedak padi hasil fermentasi dalam ransum dilakukan pengujian
polinom ortogonal yang dilanjutkan dengan
analisis regresi untuk mengetahui trend respons.
Hasil analisis data dan pembahasan menunjukkan bahwa:
1. Dedak padi dapat digunakan sebagai medium
untuk menum-
buhkan kapang Aspergillus ficuum guna mendapatkan enzim
fitase; aktivitas enzim fitase
peroleh adalah
si sekitar
88
2.529
tertinggi yang bisa di-
Unit Aktivitas pada lama fermenta-
jam.
2. Fermentasi menggunakan dosis laru
jumlah dedak padi nyata
kadar fitat
sampai
( Pc0.05
8 3 . 2 5 %,
kecernaan protein in vi tro.
sebesar 0.75 %
)
dari
menurunkan kandungan
tetapi tidak mempengaruhi
3. Pengujian
menggunakan
ayam jantan dewasa menunjukkan
bahwa fermentasi nyata (Pe0.05) dapat meningkatkan kandungan protein kasar dedak padi
dari 12.67 %
menjadi
15.56 %; ,retensi P dari 47.02 % menjadi 79.07 %; retensi Ca dari 42.02 %
berpengaruh nyata
menjadi 55.65 % . Akan tetapi
tidak
terhadap kandungan energi metabolis
dan retensi N. Pengujian menggunakan ayam pedaging menunjukkan bahwa
ketersediaan biologik P meningkat dari
0.157 % menjadi 0.527 % .
4. Fermentasi nyata
(
Pe0.05
)
dapat meningkatkan konsumsi
ransum dan retensi P dalam kerabang.
5. Fermentasi tidak memperlihatkan pengaruh
yang nyata
terhadap produksi telur hen-day, bobot telur, konversi
ransum, nilai Haugh uni t, tebal kerabang, indeks kuning
telur, retensi Ca serta kandungan Mg dalam kerabang.
6. Peningkatan kandungan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum nyata (Pe0.05) dapat memperbaiki konversi ransum
mengikuti persamaan:
y
=
2.296
+
4.141 X
-
18.607
x2
(R2 = 0.4849); juga nyata meningkatkan
kuti persamaan:
Y
=
0.632
+
+
23.833
x3
retensi P mengi-
2.632 X
-
(R2 = 0.674) serta kandungan Mg mengikuti
Y = 0.628 + 0.116 X
(r2 = 0.241).
0.0002
x2
persamaan:
7.
Peningkatan kandungan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum nyata (Pe0.05) menurunkan konsumsi ransum mengikuti persamaan:
dan
produksi
Y = 90.058
-
Y = 129.174
telur
-
19.604 X
(r2 = 0.538)
hen - day mengikuti
23.668 X
persamaan:
(r2 = 0.559) serta indeks warna
kuning telur mengikuti persamaan
:
Y
s
9.177
-
10,292 X
(r2 = 0.798).
8. Peningkatan kandungan dedak padi hasil fermentasi dalam
ransum
tidak menunjukkan pengaruh yang nyata
terhadap
nilai Haugh unit, bobot telur, tebal kerabang serta retensi Ca dalam kerabang.
9. Pemberian dedak padi fermentasi sampai dengan 40 %
ma-
sih menghasilkan tingkat produksi telur, nilai konversi
ransum dan tebal kerabang telur yang memuaskan , serta
mengurangi jumlah penggunaan Di-Calcium phosphate sebanyak 89 % . Dengan demikian jumlah ekskresi P akan menurun sehingga dapat membantu mengurangi pencemaran lingkungan akibat P.
BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG ASPERGILLUS FICUUM
SEBAGAI UPAYA MENURUNKAN KADAR FITAT DAN PENGARUHNYA
TERHADAP KINERJA AYAM PETELUR
Oleh :
SIT1 WAHYUNI H.S.
PTK 905 12
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor
JURUSAN ILMU TIERNAH
BOGOR
1995
Judul Disertasi
: BIOKONVERSI DEDAK PAD1 OLEH KAPANG
ASPERGILLUS FICUUM SEBAGAI UPAYA
MENURUNKAN KADAR FITAT DAN
PENGARUHNYA TERHADAP KINERJA
AYAM PETELUR
Nama Mahasiswa
: SIT1 WAHYUNI H.S.
Nomor Pokok
: 90512
Menyetujui :
1. Komisi Pembimbing
---
I
(Prof. Dr. H. Juju Wahju)
n
Ketua
(Prof. Dr. D.J. Samosir)
(Prof. Dr. Dawan Sugandi)
Anggota
(Dr. Ir. H. A.A. Mattjik)
\
-
(Dr. H. Norman R. Azwar)
Anggota
2. Ketua Program Studi
Ilmu Ternak
~ 1 9DEC 899
(Dr. Ir. Budi Tangenjaya)
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bandung pada tanggal 28 November
tahun 1952, sebagai anak pertama keluarga Harry Soejadi dengan Siti Rumhaya.
Pada tahun 1971 menamatkan Sekolah Menengah Atas Negeri I11 Bandung dan gelar Sarjana Peternakan diperoleh dari
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran, Bandung pada
tahun 1978.
Sejak tahun 1980 bekerja sebagai Tenaga Pengajar Tetap
pada Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran.
Kesempatan untuk mendalami Ilmu Nutrisi Unggas penulis
peroleh pada tahun 1982-1983 pada Georg August Universitgt
di Jerman Barat atas beasiswa pemerintah Jerman
Gelar Magister Sains dalam bidang
DAAD
(
) .
Ilmu Ternak penulis
peroleh dari Institut Pertanian Bogor pada tahun 1989.
Pada tahun 1992 penulis mendapat kesempatan untuk bekerja
sebagai peneliti tamu pada
Veterinar
Medizinische
Universitat Vienna atas biaya pemerintah Austria
(
b~ ) .
Sejak September 1990 penulis tercatat sebagai mahasiswa program Doktor pada Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor Jurusan Ilmu Ternak.
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan
Maha Pengasih
Nyalah
ke hadirat Allah Yang
lagi Maha Penyayang, karena atas perkenan-
seluruh penelitian dan penulisan
Karya Ilmiah ini
dapat diselesaikan.
Dengan terwujudnya
Karya Ilmiah ini penulis menyam-
paikan ucapan terima kasih dari lubuk hati yang paling dalam dan penghargaan yang setinggi - tingginya kepada yang
terhormat
Pembimbing
Bapak Prof. Dr. Juju Wahju sebagai Ketua Komisi
serta para
Anggota Komisi Pembimbing yaitu
:
Bapak Prof.Dr. Dawan Sugandi, Bapak Prof.Dr. D.J. Samosir,
Bapak Dr. Ir. A.A. Mattjik, Bapak Dr. Norman Razief Azwar
dan Bapak Dr. Ir. Budi Tangenjaya yang telah tulus ikhlas
meluangkan
waktu yang
tidak sedikit untuk mengarahkan,
membimbing dan memberi petunjuk-petunjuk yang sangat berharga sejak penyusunan usulan penelitian hingga penulisan
disertasi ini. Sungguh tak terhingga kebaikan yang penulis
terima dari Bapak-Bapak semua, penulis tidak dapat memberi
imbalan berupa apapun
selain ucapan terima kasih, terima
kasih dan sekali lagi terima kasih
semoga Allah Yang Maha
Kuasa senantiasa melimpahkan rakhmat dan hidayahNya.
Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu
Dr. Ir. Ratna Siri Hadioetomo sebagai Kepala Divisi Mikrobiologi, Laboratorium Terpadu Analisa Kimia-IPB yang telah
membantu penulis dalam pengadaan kapang A. f i c u u m .
Terima kasih dan penghargaan setinggi - tingginya disampaikan kepada Rektor Institut Pertanian Bogor, Direktur
Program Pascasarjana
Program Studi
Institut Pertanian Bogor
Ilmu Ternak
dan
Program Pascasarjana
Ketua
Institut
Pertanian Bogor serta Rektor Universitas Padjadjaran, Dekan Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran dan Kepala
Laboratorium
Produksi Ternak Unggas
Fakultas Peternakan
Universitas Padjadjaran yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk menempuh pendidikan di
Institut Perta-
nian Bogor.
Kepada Kepala Balai Penelitian Ternak Ciawi, Direktur
Pusat Antar Universitas Bidang Pangan dan Gizi - IPB, Direktur
Pusat Antar Universitas
Bidang
Ilmu Hayat - IPB,
Kepala Laboratorium Ilmu Produksi Ternak Unggas - IPB dan
Kepala Laboratorium Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak - IPB,
penulis mengucapkan
terima kasih yang tak terhingga
atas
kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menggunakan fasilitas laboratorium dan kandang yang ada dalam
lingkungan yang Bapak pimpin. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. A. Gozali, MSc., staf peneliti
pada Balai Penelitian Ternak yang secara pribadi telah meminjamkan sangkar beserta peralatannya kepada penulis.
Ucapan terima kasih yang sebesar - besarnya
penulis
sampaikan kepada rekan-rekan mahasiswa yang bersama - sama
melakukan penelitian
dengan penulis, terutama Ir. Hartati
Chairunnisa, SU., Ir. Nuri
MS., Ir. Mitro Gesang
Andarwulan, MS., Ir. Herianus,
serta
Ir. Ismeth Inounu, MS.
yang
telah banyak membantu penulis serta memberi masukan-masukan yang sangat berharga untuk penulisan Disertasi ini.
Ucapan terima kasih selanjutnya penulis sampaikan kepada Ibu Yuniarti dari
dang
Laboratorium Mikrobiologi
PAU Bi-
Pangan dan Gizi - IPB; Ibu Eni Aryani, Bapak Suharto
dan Bapak Drs. Haryono dari Balai Penelitian Ternak Ciawi;
Bapak Hadi, Bapak Jamhar
dan Bapak Siroen dari
Fakultas
Peternakan IPB serta adik-adik tercinta Dra. Murti Winarni
H.S. dan
Hesti Nursari H.S. yang telah membantu penulis
dalam pelaksanaan penelitian, pengumpulan dan tabulasi data. Tanpa bantuan anda semua
tidak mungkin
Disertasi ini
dapat terwujud, untuk itu sekali lagi penulis mengucapkan
terima kasih.
Atas keramahtamahan, rasa persahabatan
dan semua ke-
baikan yang telah diberikan kepada penulis selama menempuh
pendidikan di IPB, terutama pada saat pelaksanaan penelitian; penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada Ibu Prof. Dr. Peni S. Hardjosworo,
MSc., Bapak
Drs. Sumono Rukadi, Ibu
Ir. Rukmiasih , MS.,
Ibu Ir. Niken Ulupi MS. , Ibu Ir. Iman Rahayu H.S. , MS. dan
Ibu Ade Sri Sulastri.
Pada
kesempatan ini pula, secara khusus penulis me-
nyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada yang
terhormat
Wijayakusuma, Bapak
Ibu Juju Wahju, Ibu Prof. Dr.
Reviany
Prof. Dr. Djokowuryo Sastradipradja,
Bapak Dr. Ir. Arnold P. Sinurat, MSc., Ibu Elizabeth Wina
MSc., teman - teman serumah Dr. Nurhayati D.P., MSc.
dan
Dr. Ir. Sri Wening Handayani, MSc. serta yang tercinta keluarga
Ibu Ir. Elvia H. Burhanudin, MS.
kesempatan selalu memberi
yang pada setiap
dorongan moril
maupun materil
kepada penulis.
Kepada
semua pihak yang
tidak mungkin penulis sebut
satu per satu dan telah membantu penulis baik moril maupun
materil, penulis sampaikan ucapan terima kasih.
Terakhir kepada Ibu dan Ayah tercinta yang telah mendidik penulis untuk mencintai ilmu, dengan kerendahan hati
penulis menyampaikan
ucapan terima kasih dan penghargaan
yang setinggi-tingginya atas doa restu
dan jerih payahnya
dalam mendidik penulis selama ini.
Semoga semua amal kebaikan yang telah penulis terima
selama ini mendapat
balasan
Subhanahu Wataala. Amin
yang
setimpal
dari
Allah
!
B o g o r, 1995
Siti Wahyuni H.S.
DAFTAR IS1
Halaman
...................................
vi
.................................
DAFTAR SKEMA
.................................
DAFTAR GAMBAR
................................
DAFTAR LAMPIRAN
..............................
...................................
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
.............................
Potensi Dedak Padi Di Indonesia
... ......
viii
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL
ix
x
xi
1
5
5
Penggunaan Dedak Padi Dalam Ransum Ayam
6
Fitat Sebagai Antinutrisi Dalam Dedak Padi
7
............................
Aspergill us ficuum
......................
Proses Fermentasi
.......................
Enzim Fitase
Aspek Nutrisi Bahan Pakan Yang Difermentasi
Oleh Kapang A. ficuun
...............
MATERI DAN METODE PENELITIAN
I. Penelitian Pendahuluan
.................
...............
10
14
15
18
21
21
Mempelajari Kemampuan Kapang A. ficuun
Untuk Memproduksi Enzim Fitase
Pembuatan Laru Dedak Padi
Fermentasi Dedak Padi
......
..........
..............
Pengujian Nilai Nutrisi Dedak Padi
Hasil Fermentasi
....................
22
26
26
29
Daftar Isi (lanjutan)
I1 . Penelitian Lanjutan
.................
Pengaruh Penggunaan Dedak Padi Fermentasi
Dalam Ransum Terhadap Kinerja Ayam Pete................................
lur
36
........................
...............
I . Penelitian Pendahuluan
Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap
Aktifitas Enzim Fitase . . . . . . . . . . . . . . . .
40
HASIL DAN PEMBAHASAN
36
40
40
Pengaruh Dosis Laru Terhadap Penurunan
Kandungan Fitat Dan Kecernaan Protein
in vitro
............................
Pengaruh Fermentasi Terhadap Perubahan
.....................
Nilai Nutrisi
I1 . Penelitian Lanjutan
...............
Pengaruh Perlakuan Terhadap Performans
............................
Produksi
Konsumsi Ransum
..............
Produksi Telur
...............
Bobot Telur
..................
Konversi Ransum
..............
51
51
54
57
58
Pengaruh Perlakuan Terhadap Kualitas
Telur
.............................
Tebal Kerabang
...............
Nilai Haugh unit
.............
Indeks Warna Kuning Telur
......
61
61
63
64
Pengaruh Perlakuan Terhadap Retensi Dan
Kandungan Mineral Dalam Kerabang
....
Retensi Kalsium
...............
Retensi Fosfor
................
Kandungan Magnesium
...........
67
67
68
71
..........................
DAFTAR PUSTAKA
..............................
LAMPIRAN
....................................
KESIMPULAN DAN SARAN
73
75
83
DAFTARTABEL
Nomor
Teks
Halaman
1. Susunan Ransum Percobaan Untuk Menentukan
Kandungan P Tersedia Dalam Dedak Padi Hasil Fermentasi
........................
2. Susunan Ransum Percobaan Untuk Penelitian
Lanjutan
..............................
39
3. Aktifitas Enzim Fitase Yang Dihasilkan
.........
Pada Berbagai Lama Fermentasi
4.
Pengaruh Dosis Laru Terhadap Penurunan Kadar
...
Fitat Dan Kecernaan Protein in vitro
40
43
5. Pengaruh Fermentasi Terhadap Perubahan Nilai
Nutrisi Dedak Padi
....................
45
6. Kandungan Zat-zat Makanan Dalam Dedak Padi
.........
Sebelum Dan Sesudah Fermentasi
47
7. Rataan Performans Produksi Pada Masing-masing
Perlakuan Selama Penelitian
............
51
8. Rataan Nilai Kualitas Telur Pada Masing -
masing Perlakuan Selama Penelitian
......
61
9. Rataan Retensi Dan Kandungan Mineral Dalam
Kerabang Pada Masing-masing Perlakuan Se.........................
lama Penelitian
viii
67
DAFI'AR SKEMA
Nomor
Halaman
1. Proses Fermentasi Dedak Padi Oleh Kapang
A.ficuum Untuk Mendapatkan Larutan Enzim
.................................
Kasar
24
.......
28
2. Proses Pembuatan Laru Dedak Padi
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1. Struktur Asam Fitat Dan Struktur Kompleks
....
Fitat-Mineral Menurut Erdman (1979)
2. Ikatan Asam fitat Dengan Zn Dalam Bentuk
...........................
Reaksi Kimia
3. Sekuen Reaksi Enzim Fitase Dedak Gandum
Dengan Substrat Mio-inositol Heksakisfos.........
fat Menurut Courtois dan Joseph
4.
Hubungan Antara Lama Fermentasi Dengan
Aktivitas Enzim Fitase Yang Diperoleh
...
5. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Konsumsi Ransum
................
6. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Produksi Telur Hen-day
.........
7. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Konversi Ransum
................
-8.Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Indeks Kuning Telur
.............
9. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Retensi Fosfor
.................
10. Hubungan Antara Tingkat Pemberian DPF
Dengan Kandungan Magnesium
............
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Teks
Halaman
1. Rataan Nilai Absorbansi Larutan Fosfat Un-
tuk Pembuatan Kurva Standar
............
2. Nilai Absorbansi P205 Yang Dibebaskan
Oleh Larutan Enzim Fltase Kasar (Setelah Di...
koreksi Oleh Nilai Absorbansi Kontrol)
84
84
3. Konsentrasi P Yang Dibebaskan Oleh Larutan
.............................
Enzim Kasar
85
4. Aktifitas Enzim Fitase Yang Dihasilkan Pada
Berbagai Lama Fermentasi
................
85
5. Sidik Ragam Pengaruh Lama Fermentasi Terhadap
Aktivitas Enzim Fitase yang Diperoleh
...
86
6. Penurunan Kandungan Fitat Pada Berbagai Dosis
Laru
....................................
87
7. Sidik Ragam Pengaruh Dosis Laru Terhadap Pe-
nurunan Kandungan Fltat
.................
87
8. Kecernaan Protein in v i t r o Pada Berbagai
.............................
Dosis Laru
9. Sidik Ragam Pengaruh Dosis Laru Terhadap Kecernaan Protein in v i t r o
................
88
88
10. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Kandungan
Energi Metabolis
........................
89
11. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Kandungan
Protein Kasar
...........................
90
12. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Retensi
Fosfor
..................................
91
13. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Retensi
Kalsium
.................................
92
14. Uji t Pengaruh Fermentasi Terhadap Retensi
Nitrogen
................................
93
Daftar Lampiran (lanjutan)
15. Kandungan Abu Tulang Tibia Pada Ayam Broiler
.......................
Umur Tiga Minggu
94
16. Perhitungan Kandungan P tersedia Dalam Dedak
...........
Padi Dan Dedak Padi Fennentasi
95
17. Konsumsi Protein Ransum Basal, Jumlah Protein
Ekskreta Ransum Basal dan Jumlah Protein Endogen
...................................
96
18. Kebutuhan Protein Ayam Petelur Hubbard Golden
Comet Fase produksi I
...................
96
19. Rataan Konsumsi Ransum Pada Masing-masing
Perlakuan Selama Penelitian
.............
97
20. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Kon-
sumsi Ransum
............................
97
21. Rataan Produksi Telur Hen-day Pada Masing-
masing Perlakuan Selama Penelitian
.......
98
22. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Pro-
duksi Telur Hen-day
...................
98
23. Rataan Bobot Telur Pada Masing-masing Perla-
kuan Selama Penelitian
..................
99
24. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Bobot
Telur
...................................
99
25. Rataan Konversi Ransum Pada Masing-masing Per-
lakuan Selama Penelitian
................
100
26. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Kon-
versi Ransum
............................
100
27. Rataan Tebal Kerabang Pada Masing-masing Per-
lakuan Selama Penelitian
...............
101
28. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Tebal
Kerabang Telur
..........................
102
29. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap In-
deks Warna Kuning Telur
.................
102
Daftar Lampiran (lanjutan)
30. Rataan Indeks Warna Kuning Telur Pada Masing-
......
masing Perlakuan Selama Penelitian
103
31. Rataan Nilai Haugh unit Pada Masing-masing
............
Perlakuan Selama Penelitian
32. Rataan Retensi Kalsium Dalam Kerabang Pada
104
..
105
............
105
Masing-masing Perlakuan Selama Penelitian
33. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Re-
tensi Kalsium Dalam Kerabang
34. Rataan Retensi Fosfor Dalam Kerabang Pada
..
106
.............
106
Masing-masing Perlakuan Selama Penelitian
35. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Re-
tensi Fosfor Dalam Kerabang
36. Rataan Kandungan Magnesium Dalam Kerabang
Pada Masing-masing Perlakuan Selama Pene.................................
litian
107
37. Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan Terhadap Kan-
dungan Magnesium Dalam Kerabang
.........
107
38. Komposisi Setiap 5 kg Pfizer Premix 2A
(Penelitian pendahuluan)
................
108
39. Komposisi Setiap kg Premix/Suryamix Plus
(Penelitian lanjutan/Uji ransum)
........
109
40. Kandungan Asam-asam Amino Dalam Dedak Padi
Sebelum Dan Sesudah Fermentasi
xiii
..........
110
PENDAHULUAN
Fluktuasi harga bahan pakan merupakan kendala yang
paling sering mengguncang stabilitas usaha peternakan ayam
ras di Indonesia, karena
seperti diketahui bahwa biaya
ransum dapat mencapai 70 %
dari seluruh biaya produksi;
tingginya harga ransum ini disebabkan oleh beberapa bahan
pakan yang masih h a m s diimpor.
Untuk menekan biaya ransum telah banyak digunakan bahan pakan
berupa
limbah industri produk pertanian yang
penggunaannya tidak bersaing dengan kebutuhan manusia. Salah satu limbah industri produk pertanian yang paling populer dan banyak digunakan dalam menyusun ransum ayam adalah dedak padi halus atau lunteh yang dalam penelitian ini
untuk selanjutnya disebut dedak padi, yaitu hasil ikutan
dari penggilingan padi
yang diperoleh setelah beras dipi-
sahkan dari kulit gabah atau sekam dan dedak kasar.
Ditinjau dari
ketersediaannya yang melimpah
sebagai
akibat swasembada beras, penggunaannya yang saat ini belum
bersaing dengan kebutuhan manusia serta harga yang relatif
murah dibandingkan dengan harga bahan pakan lain, penggunaan dedak padi
dalam jumlah besar
dalam susunan ransum
ayam perlu dipertimbangkan.
Walaupun kandungan energi, protein, vitamin B dan beberapa mineral
dalam dedak padi
cukup
tinggi, beberapa
hasil penelitian memperlihatkan
yang dapat
bahwa jumlah dedak padi
digunakan dalam suatu susunan ransum ayam sa-
sangat terbatas. Pada ransum-ransum komersial dedak padi
hanya digunakan 10 - 20 %, karena dapat menghambat pertumbuhan dan menurunkan tingkat ketersediaan biologik mineral
mineral
tertentu, terutama untuk
ayam pedaging
dan anak
ayam yang sedang tumbuh. Hal tersebut nampaknya disebabkan
oleh kandungan serat kasar yang tinggi serta zat-zat antinutrisi yang salah satunya diperkirakan fitat. Dilaporkan
bahwa dedak padi mengandung 1.44 % Fosfor dan 80 % diantaranya dalam bentuk fitat (Halloran, 1980).
Mengingat
ketersediaannya yang melimpah, potensinya
sebagai bahan pakan serta
faktor antinutrisi yang dikan-
dungnya, pemikiran ke arah pemanfaatan dedak padi sebagai
bahan pakan secara lebih efisien sangat diperlukan.
Metode-metode pengolahan untuk memperbaiki efisiensi
pemanfaatan dedak padi
telah dilakukan baik secara fisik
maupun secara kimiawi, di antaranya dengan pengukusan, penyeduhan
dengan air panas, menghilangkan
kandungan lemak
maupun menambahkan antioksidan.
Fitat dalam bentuk asam maupun
bentuk utama
garam fitat merupakan
simpanan fosfor yang terdapat pada lapisan
luar butir-butiran (seralia). Senyawa ini sangat sukar dicerna, sehingga fosfor dalam bentuk fitat
tidak dapat di-
manfaatkan oleh tubuh. Dengan demikian sebagian besar dari
fosfor tersebut akan diekskresikan melalui feses dan dapat
menyebabkan pencemaran.
Selain mampu mengkhelat
ion-ion bervalensi dua t e n -
tama kalsium (Ca), besi (Fe) dan seng (Zn) untuk membentuk
kompleks fitat-mineral yang sukar larut, fitat mudah pula
bereaksi dengan protein membentuk kompleks fitat - protein
yang dapat
menurunkan kelarutan protein. Dengan demikian
akan menghambat laju hidrolisis protein oleh enzim - enzim
proteolitik.
Fosfor dan mineral-mineral lain dalam kompleks fitat
hanya dapat digunakan oleh unggas
apabila g n p fosfatnya
terhidrolisis oleh enzim fitase. Enzim ini akan menghidrolisis fitat menjadi inositol dan asam fosfat. Dengan demikian juga
akan meningkatkan
ketersediaan fosfor bagi tu-
buh.
Enzim fitase
sebenarnya terdapat dalam mukosa usus
ayam, namun fitase usus ini tidak mampu menghidrolisis fitat
dari pakan
karena jumlahnya tidak memadai
walaupun
Irving dalam Cosgrove (1980) mengemukakan bahwa enzim fitase dalam usus ayam dapat diaktifkan oleh
ion
kehadiran ion-
Selain itu kerja fitase ini juga dihambat oleh
adanya
Ca
dalam usus
terutama pada
ayam petelur
yang
mendapat ransum dengan kandungan Ca cukup tinggi.
Untuk
menghidrolisis fitat dalam bahan pakan
dapat
digunakan enzim fitase yang diisolasi dari sumber lain
seperti misalnya
mikroba. Salah satu jenis mikroba
dilaporkan dapat memproduksi
yang
enzim fitase adalah kapang
Aspergillus ficuum (Shieh dan Ware, 1968).
Alternatif lain dalam upaya meningkatkan efisiensi
pemanfaatan dedak padi
sebagai bahan pakan
mengubahnya menjadi produk lain melalui
adalah dengan
teknologi fermen-
tasi, yaitu suatu proses metabolisme dimana enzim dari mikroorganisme melakukan
oksidasi, reduksi, hidrolisis dan
reaksi kimia lainnya sehingga terjadi perubahan kimia pada
suatu
substrat organik dengan menghasilkan produk
ter-
tentu.
Berdasarkan uraian di atas maka dalam penelitian ini
akan dilakukan biok0nvers.i dedak padi
oleh kapang Asper-
g i l l u s f i c u u m melalui teknik fermentasi .
Tujuan penelitian ini adalah
:
1. Menguji produksi enzim fitase kapang Aspergill us ficuum
dalam medium dedak padi
dengan sistem fermentasi media
padat.
2. Mempelajari perubahan nilai nutrisi
dedak padi setelah
difermentasi oleh kapang Aspergill us ficuum.
3. Mempelajari
pengaruh penggunaan dedak padi hasil fer-
mentasi dalam ransum terhadap kinerja ayam petelur.
TINJAUAN PUSTAKA
Potensi Dedak Padi di Indonesia
Dedak padi
yang
merupakan hasil ikutan penggilingan padi
berasal dari
proses
lapisan luar beras pecah kulit
penyosohan beras. Dalam setiap proses
gabah menjadi beras
dalam
pengolahan
akan dihasilkan dedak kira-kira seba-
nyak 10 %, di samping pecahan-pecahan beras atau menir sebanyak
17 %,
tepung beras
3 %,
sekam 20 %
dan berasnya
sendiri 50 % . Persentase tersebut sebenarnya sangat bervariasi bergantung
kepada varietas
dan umur padi, derajat
penggilingan serta cara penyosohannya (Grist, 1972).
Dedak padi yang diperjualbelikan kadang-kadang masih
tercampur dengan bagian-bagian butir padi yang lain seperti lembaga, pecahan - pecahan beras
atau menir
dan sekam
dalam jumlah kecil. Untuk selanjutnya dalam penelitian ini
yang dimaksud
dengan dedak padi
adalah dedak yang oleh
Loebis (1958) disebut dedak halus atau lunteh.
Keberhasilan pemerintah dalam program swasernbada beras yang berarti
peningkatan produksi beras, telah menye-
babkan terjadinya peningkatan produksi hasil ikutan pengolahan padi menjadi beras di antaranya adalah dedak.
Laporan Biro Pusat Statistik (1991) menunjukkan bahwa
produksi gabah kering giling di Indonesia pada tahun 1991
diperkirakan mencapai
36 547 055 ton, dengan
perkiraan
jumlah dedak padi
berat gabah
yang
dihasilkan antara 5 - 9 %
yang digiling
(
Abbas, dkk., 1985
)
dari
maka akan
dihasilkan dedak padi sebanyak 1 827 352.75 - 3 289 234.95
ton
; 23 %
di antaranya dihasilkan oleh propinsi Jawa
Barat. Selanjutnya Laporan Sementara Biro Pusat Statistik
pada tahun 1994
memperlihatkan bahwa
produksi dedak padi
di Indonesia diperkirakan telah mencapai 4.05 juta ton.
Penammaan Dedak Padi Dalam Ransum Avam
Menurut National Research Council
(
NRC
)
- Nutrients
Requirement of Poultry (1984), dedak padi mengandung energi metabolis sebesar 2100 kkal/kg dan
bagai
berikut
:
serat kasar, 0.07
12.90 %
%
zat-zat makanan se-
protein, 13.00 %
Ca, 1.50 %
lemak, 11.40 %
P total dengan 0.21 % non
fitat P serta 0.22 % Mg. Dedak padi juga kaya akan tiamin,
niasin dan
asam pantotenat. Dari jumlah kandungan zat-zat
makanannya nampak bahwa
dedak padi cukup baik sebagai ba-
han pakan.
Penggunaan dedak padi
ransum
ayam pedaging
sebanyak 60 %
atau anak ayam yang sedang turnbuh
ternyata dapat menekan pertumbuhan
Prawirokusumo, 1977
disarankan untuk
30 %,
namun bila
40 % .
terutama dalam
(
Kratzer dkk., 1974
serta Sayre dkk., 1988
)
;
. Selanjutnya
tidak menggunakan
dedak padi lebih dari
kualitasnya baik
dapat digunakan sampai
Dalam
padi
ransum ayam petelur
sampai
memuaskan
Payne
(
(
dengan 45
jumlah penggunaan dedak
masih
%
memberikan hasil
Nasroedin dan Prawirokusumo, 1979
1977
melaporkan bahwa
)
mengandung 60
%
) .
yang
Mayun dan
ransum ayam petelur yang
dedak padi dapat menurunkan produksi telur
serta menghasilkan warna kuning telur yang pucat.
Pilliang dkk.
(
1982
)
melakukan penelitian pada ayam
petelur yang diberi ransum dengan dedak padi
ber energi
sebagai sum-
utama. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa
pemberian dedak padi sampai tingkat 91 % masih dapat menghasilkan produksi telur sebesar 66.70 % tidak berbeda nyata dengan yang dihasilkan oleh ayam yang mendapat ransum
dengan kandungan dedak padi 73.80
%
maupun ransum komer-
sial yang digunakan sebagai kontrol.
Fitat Sebauai Antinutrisi Dalam Dedak Padi
Asam fitat dengan rumus kimia mio - inositol heksahidrogen fosfat
atau garam-garam fitat dalam bentuk Na2Mg5-
fitat, K2Mg5-fitat atau CaMg5-fitat (fitin) merupakan bentuk utama simpanan fosfor yang terdapat pada butir-butiran
(seralia) termasuk padi .
Kandungan fitat dalam tanaman padi
dipengaruhi lang-
sung oleh fosfat yang tersedia bagi tanaman dimana kelebihan fosfat
akan disimpan dalam bentuk
fitat. Dengan demikian pemupukan
asam atau garam
fosfat yang berlebihan
akan meningkatkan kadar fitat dalam tanaman padi yang bersangkutan (Maga, 1982).
Pada tahap awal pematangan tanaman padi bagian terbesar dari mio - inositol terdapat dalam bentuk bebas, namun
menjelang tahap akhir pematangan
berbentuk ester fosfat
dari seluruh
mio - inositol
dan jumlahnya
tersebut
dapat mencapai 80 %
kandungan fosfat. Baik mio - inositol maupun
mio-inositol fosfat ditemukan pada bagian butir, daun, batang maupun
akar tanaman padi. Bagian
terbesar
pada butir dan ha1 ini menunjukkan bahwa
terdapat
bio sintesis fi-
tat terjadi pada bagian butir dengan menggunakan gula-gula
yang terdapat
pada bagian tersebut. Selanjutnya dikemuka-
kan bahwa bagian terbesar dari fitat terdapat pada lapisan
luar butir padi. Jumlahnya mencapai
banyak daripada
yang biasa
kandungan fitat
23 kali lipat
lebih
dalam bagian butir beras
dikonsumsi (Maga, 1982) .
Fitat merupakan suatu senyawa yang tidak dapat larut
sehingga sangat sukar dicerna dan tidak dapat dimanfaatkan
oleh tubuh. Di samping itu fitat
juga mempunyai sifat se-
bagai c h e l a t i n g agent terutama terhadap ion-ion bervalensi
dua seperti Ca, Fe dan Zn
(
Graf, 1983
)
mengakibatkan ke-
tersediaan biologik mineral-mineral tersebut rendah.
Davies dan Nightingale (1975) telah membuktikan bahwa
asam fitat dalam ransum nyata dapat menurunkan rataan akumulasi dan retensi Fe, Cu, Mn
dan Zn.
Hasil penelitian Deolankar dan Singh
menggunakan perunut radioaktif
(
1979
)
dengan
4 5 ~ adan " ~ e memperlihat-
kan bahwa tingkat ketersediaan biologik mineral-mineral Ca
dan Fe dalam ransum ayam pedaging yang didasarkan atas dedak padi lebih rendah daripada tingkat ketersediaan mineral-mineral tersebut dalam ransum yang didasarkan atas jaslung
Thompson dan Weber (1981) melaporkan bahwa penggunaan
dedak padi dalam ransum ayam dapat menurunkan kandungan Zn
dalam tulang, ha1 yang sama dilaporkan
(
1982
)
oleh Pilliang dkk.
bahwa ransum ayam petelur yang mengandung 81.50 %
dedak padi
memerlukan suplementasi ZnC03 untuk dapat mem-
perbaiki pertumbuhan bulu.
Pilliang dkk.
yang mengandung
(
1982
80 - 90 %
juga melaporkan bahwa ransum
dedak padi
menurunkan tingkat
ketersediaan semua Ca dalam ransum. Hal ini sejalan dengan
hasil penelitian Nelson dkk.(1968) dan Farkvam dkk. (1989)
bahwa anak ayam yang mendapat ransum yang mengandung asam
fitat memerlukan lebih banyak Ca
untuk dapat memenuhi ke-
butuhannya. Selanjutnya McGillivray dan Nelson (1968) melaporkan bahwa untuk setiap peningkatan
0.10 % fitat fos-
for dalam ransum diperlukan penambahan Ca ransum sebanyak
0.08 % .
Seperti halnya dengan mineral , asam fitat mudah pula
bereaksi dengan protein membentuk kompleks fitat - protein
yang dapat menurunkan kelarutan protein (Smith dkk.,1957).
Hubungan antara fitat dengan protein
pertamakali di-
laporkan oleh Fontaine dkk. (1946). Mereka menemukan suatu
senyawa dalam kacang tanah dan bungkil biji kapuk yang dapat mempengaruhi kelarutan protein, senyawa tersebut berhasil diidentifikasi sebagai fitin yaitu
suatu bentuk ga-
ram fitat. Lebih lanjut dijelaskan oleh Kekade (1974) yang
dikutip oleh Muchtadi (1989) bahwa
menurunkan
laju hidrolisis protein
kompleks fitat-protein
oleh enzim-enzim pro-
teolitik karena terjadinya perubahan konformasi protein.
Umehara dkk. (1983) berhasil mengisolasi suatu senyawa yang bekerja sebagai protease inhibitor dalam dedak padi, senyawa tersebut diduga sebagai asam fitat. Penelitian
selanjutnya dengan cara menambahkan asam fitat pada proses
fermentasi pembuatan sake, ternyata menghasilkan
sake de-
ngan kandungan asam amino yang lebih rendah.
Struktur asam fitat dan struktur kompleks asam fitat
dengan beberapa
Erdman
(
mineral
seperti yang dikemukakan oleh
1979 ) disajikan pada Gambar 1, sedangkan bentuk
lain dari
ikatan asam fitat dengan mineral Zn menurut
Scott dkk. (1982) dapat dilihat pada Gambar 2.
Enzim Fitase
Fitase atau mio - inositol heksafosfat fosfohidrolase
merupakan suatu fosfomonoesterase yang mampu menghidrolisis asam
fitat
(
mio-inositol heksakis fosfat
)
menjadi
Gambar 1. Struktur Asam Fitat Dan Struktur
Komplek Fitat-Mineral Menurut
Erdman (1979).
Seng fitat yang
tidak larut
Gambar 2. Ikatan Asam Fitat Dengan Zn Dalam Bentuk
Reaksi Kimia (Scott dkk., 1982)
ortofosfat an organik dan
yang lebih rendah
ester-ester fosfor mio-inositol
. Pada kondisi
tertentu bahkan
fosfat dan mio-inositol bebas (Cosgrove, 1980)
menjadi
. Selanjut-
nya dikemukakan bahwa enzim fitase tersebar luas dalam tanaman, jaringan hewan atau usus halus
serta beberapa spe-
sies kapang dan bakteri (Cosgrove, 1980).
Dalam tanaman
distribusi enzim fitase tidak seimbang
dengan kandungan fitatnya
,
sehingga ada kemungkinan bahwa
aktifitas enzim fitase akan dihambat oleh
kandungan asam
fitat yang tinggi. Kandungan asam fitat dalam tanaman amat
bervariasi
dan enzim fitase
bahan makanan
,
tidak stabil
dalam
kondisi
dengan demikian bahan makanan tertentu ti-
dak dapat diharapkan sebagai sumber enzim fitase ( Temperton dkk., 1965 ; Lolas dan Markakis, 1977).
Tangenjaya dkk.
asam fitat
melaporkan bahwa
( 1981
dalam dedak padi yang dikukus
hidrolisis
lebih mudah di-
bandingkan dengan model dimana larutan asam fitat dipanaskan secara i n v i t r o . Disimpulkan bahwa
perbedaan tersebut
nampaknya disebabkan oleh kehadiran enzim fitase dalam dedak padi. Hal yang sama dilaporkan oleh Ogawa dkk. (1975)
yang mempelajari hidrolisis asam fitat dengan cara menginkubasi dedak padi pada berbagai pH dan suhu.
Pada jaringan hewan enzim fitase ditemukan dalam mukosa usus halus dengan konsentrasi yang bervariasi antara
spesies yang berbeda. Bitar dan Reinhold (1972) menghidrolisis asam fitat oleh
enzim fitase yang berasal dari ti-
kus, ayam dan anak sapi. Dilaporkan bahwa
aktifitas enzim
fitase dari ketiga spesies tersebut berturut-turut adalah:
1.60;
1.08
dan
0.33 pmol/menit/mg protein
Cooper dan Gowing
(
.
Selanjutnya
1983 ) mengisolasi enzim fitase dari
brush border usus halus tikus, tupai, marmut
dan kelinci;
aktifitas enzim fitase yang diperoleh berturut-turut adalah
: 0.115 ; 0.072 ; 0.046
dan 0.033 unit
(
pg P yang di-
bebaskan/menit/mg protein). Dari kedua penelitian tersebut
nampak bahwa
tikus memiliki
aktifitas enzim fitase ter-
tinggi dibandingkan dengan spesies hewan lainnya.
Shieh dan Ware
fitase
.
mampu
memproduksi
Beberapa
( 1968 )
strain
enzim
melakukan pengamatan terhadap
kapang Aspergillus
dilaporkan
fitase ekstraseluler
terutama
A s p x g i l l u s niger dan A s p e r g i l l u s ficuum.
Enzim
fitase
juga
dihasilkan oleh
mikroorganisme
A e r a b a c t e r aerogenes ( Greaves dkk. 1967 dan Irving dalam
Cosgrove, 1980) , Rhizopus oligosporus (Sudarmaji
kakis, 1977; Irving dalam Cosgrove, 1980
serta
(
Fardiaz
Fardiaz
dan
dan Markakis, 1981
Markakis, 1981
)
;
dan Mar-
Wang dkk., 1980
, Neufospora sitophila
, Rhizopus &enensis
)
dan
A s p e r g i l l u s oryzae (Wang dkk., 1980) serta B a c i l l u s s u b t i lis,
Escherichia coli,
Pseudomonas bacterium
dan
ragi
nama
lain
P i c h i a farinosa (Irving dalam Cosgrove, 1980).
A s ~ e r o i l l u sf i c u u m
A s p e r g i l l u s ficuum
U s t i l a g o ficuum
dikenal
juga
dengan
atau A s p e r g i l l u s batatae merupakan salah
satu kapang dari genus: Aspergillus, famili: Moniliaceae ,
ordo
:
Mbnoliales , sub divisi
:
Ascamycetes
dan divisi
:
Bumycota (Raper dan Fenel, 1977) .
Kapang A s p e r g i l l u s ficuum
dapat tumbuh
dengan cepat
-
26 OC ) ; pada
dalam larutan Czapek pada suhu ruang
( 24
umur 10 - 14 hari diameter koloni dapat mencapai 5 - 6 cm.
Miseliumnya
berwarna
berwarna putih, halus
dan hampir
seluruhnya
cokelat tua keunguan yang dengan mata telanjang
nampak berupa massa berwarna hitam. Kapang ini tumbuh berdesakan hampir pada
seluruh permukaan koloni, namun makin
ke bagian
tepi koloni warnanya memucat
sampai berwarna
kuning muda atau bahkan tidak berwarna sama sekali.
Beberapa peneliti melaporkan bahwa kapang Aspergillus
ficuumr mampu memproduksi enzim-enzim fitase (Shieh dan Wa-
re, 1968), a-amilase (Hayashida dan Teramoto, 1986), selobiohidrolase (Hayashida dkk., 1988), S-fruktofuranosidase
(Ettalibi dkk., 1990) dan inulinase (Carnniti dkk., 1991).
Shieh dan Ware (1968) menguji kemampuan berbagai mikroorganisme untuk memproduksi enzim fitase dengan menggunakan
cul ture enrichment technique. Kemampuan
pang tersebut untuk
kapang-ka-
memproduksi enzim fitase dipengaruhi
oleh strain serta oleh media tempat kapang itu turnbuh. Beberapa kelompok kapang Aspergillus niger menghasilkan enzim
fitase ekstraseluler yang dapat mendefosforilasi Ca-
fitat
dalam
larutan asam; sedangkan kapang Aspergillus
ficuum NRRL 3135 yang diisolasi dari tanah menunjukkan ak-
tivitas enzim fitase tertinggi dalam media pati jagung.
Proses Fermentasi
Berdasarkan bahan yang digunakan dan produk yang didihasilkan, fermentasi sering didefinisikan sebagai proses
pemecahan bahan-bahan organik oleh mikroorganisme sehingga
diperoleh komponen - komponen yang diinginkan
(
Fardiaz,
1988). Bahan-bahan utama yang diperlukan untuk dapat berlangsungnya suatu proses fermentasi adalah berbagai jenis
mikroorganisme atau berbagai jenis enzim yang dihasilkan.
Jadi proses fermentasi dapat berlangsung oleh adanya enzim
saja (Judoamidjojo dkk., 1992).
Faktor - faktor yang perlu diperhatikan dalam memproduksi enzim
dari mikroorganisme adalah pemilihan media
fermentasi, kondisi fermentasi dan spesies mikroorganisme
yang digunakan. Ketiga faktor tersebut
akan berpengaruh
terhadap massa dan komposisi sel (Tannenbaum dkk., 1978).
Berdasarkan jenis
substrat yang digunakan, proses
fermentasi dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu
:
fer-
mentasi media cair dan fermentasi media padat. Fermentasi
media cair adalah proses fermentasi yang menggunakan substrat terlarut atau tersuspensi dalam fase cair, sedangkan
fermentasi media padat merupakan proses fermentasi dimana
media yang digunakan hanya mengandung air
cukup untuk ke-
perluan mikroorganisme (Chalal, 1985).
Dalam proses fermentasi media padat, media berfungsi
sebagai sumber karbon, nitrogen maupun energi. Pada proses
ini terjadi
yang
degradasi komponen media
ditandai oleh
oleh mikroorganisme
tidak adanya air bebas
dalam sistem
fermentasi tersebut.
Dibandingkan dengan fermentasi media cair, fermentasi
media padat lebih menguntungkan karena kondisi media lebih
mendekati kondisi lingkungan alami bagi pertumbuhan kapang
(
Raimbault dan Alazard, 1980
dari penggunaan media padat
Dunn
) .
Beberapa
dikemukakan oleh
serta Satiawihardja
( 1982 )
keuntungan lain
( 1984
Prescot dan
1 , antara
lain:
(1) Tidak memerlukan bahan lain kecuali air, karena bahan-
bahan yang diperlukan oleh mikroorganisme
dalam media.
(
(
2
)
telah tersedia
Persiapan inokulum lebih
sederhana.
3 ) Kontrol terhadap kontaminan lebih mudah. (4) Aerasi
optimum dan sistem lebih mudah karena banyak ruangan antar
partikel media.
(5)
Tidak diperlukan kontrol pH maupun su-
hu yang teliti seperti pada fermentasi media cair. (6) Hasil enzim per unit volume inkubator lebih tinggi. (7) Dari
ekstraksi
tinggi.
(
9 )
dapat diperoleh
( 8 )
larutan enzim berkonsentrasi
Tenaga kerja yang diperlukan
Peralatan
yang
diperlukan lebih
lebih sedikit.
sederhana dan
(10) Scale up nya lebih mudah.
Substrat fermentasi harus mengandung
yang cukup
zat-zat makanan
agar mikroorganisme dapat tumbuh dengan baik
yang pada gilirannya akan berpengaruh terhadap jumlah dan
mutu enzim yang dihasilkan. Luh (1980) mengemukakan bahwa
selain karbohidrat, protein
dan
lemak, dedak padi
juga
mengandung selulosa, hemiselulosa, lignin, vitamin dan mineral. Selanjutnya dikemukakan bahwa
sumber vitamin
dedak padi merupakan
B dan E yang baik, namun hanya
mengandung
sedikit vitamin - vitamin A, C dan D; sedangkan beberapa
mineral yang terkandung dalam dedak padi antara lain
:
Ca,
P, K, Mg, Fe dan Na.
Dedak padi
substrat
telah terbukti
dapat
dalam fermentasi media padat
digunakan
sebagai
untuk menumbuhkan
kapang Aspergillus oryzae (Hartanto, 1987 ) dan Aspergillus
aydmori var kawachi
(
Munarso, 1989
nelitian lain dengan menggunakan
)
.
Pada penelitian-pe-
sistem fermentasi media
padat dedak padi digunakan untuk memperkaya substrat utama
yang kandungan zat - zat makanannya relatif
lebih rendah,
seperti dilakukan oleh Yuliaty Shafan Nur (1993) yang menumbuhkan kapang-kapang Aspergillus oryzae dan Aspergillus
niger dalam
substrat onggok
serta Deanne
Helianti (1994) yang menambahkan dedak padi
strat utama berupa
campuran onggok
( 1994 )
dan
ke dalam sub-
dan limbah pembuatan
tahu untuk menumbuhkan kapang Nanascus purpureus.
A s ~ e kNutrisi Bahan Pakan Yans Difermentasi Oleh K a ~ a n q
~ercpillusficuum
Telah dikemukakan terdahulu bahwa kapang Aspergillus
ficuum mampu memproduksi berbagai enzim, walaupun demikian
hasil-hasil penelitian mengenai fermentasi bahan pakan dengan menggunakan kapang Aspergillus ficuum b a r ~mengemukakan perubahan
-
perubahan
nilai nutrisi yang diakibatkan
oleh enzim fitase yang dihasilkan oleh kapang tersebut.
Nelson dkk. (1968) mengamati ketersediaan fitat-fosfor dalam
kacang kedelai yang difermentasi dengan enzim
Gambar 3. Sekuen Reaksi Enzim Fitase Dedak Gandum
Dengan Substrat Mio-inositol Heksakisfosfat Menurut Courtois dan Joseph
(Cosgrove, 1980).
fitase dari kapang Aspergillus ficuur. Fitat
kacang kedelai yang tidak difermentasi
dapat
dimanfaatkan
,
oleh anak ayam
-
fosfor dari
sama sekali tidak
sedangkan efisiensi
penggunaan fitat-fosfor dari kacang kedelai yang telah difermentasi sama dengan tingkat efisiensi penggunaan fosfor
in organik
. Hal
pemecahan fitat
-
tersebut menunjukkan bahwa
telah terjadi
fosfor oleh enzim fitase sehingga fosfor
terlepas dari ikatan fitat-fosfor dan
dapat digunakan se-
penuhnya oleh anak ayam.
Pengaruh fermentasi dengan
dari
Aspergillus ficuur
energi dedak gandum
,
enzim fitase yang berasal
terhadap
perubahan
biji kapas dan
kukan oleh Richard dkk.(1974).
kacang kedelai dila-
Fermentasi dedak gandum dan
biji kapas oleh Aspergillus ficuur
katkan nilai energi metabolis
kandungan
ternyata dapat mening-
kedua bahan tersebut
untuk
ayam, sedangkan nilai energi metabolis kacang kedelai yang
tidak difermentasi justru lebih tinggi
daripada yang di-
difermentasi. Hal tersebut berbeda dengan yang dilaporkan
oleh Rojas dan Scott (1969) yang mengemukakan bahwa perlakuan dengan enzim fitase dapat meningkatkan
nilai energi
metabolis kacang kedelai dan biji kapas pada ayam. Diduga
bahwa hidrolisis kompleks fitat-protein dapat meningkatkan
kecernaan protein , dengan demikian meningkatkan
nilai
energi metabolis bahan-bahan tersebut.
Perubahan nilai energi
dedak gandum
dan biji kapas
akibat perlakuan dengan enzim fitase diuji pada tikus oleh
Richard dkk.
(
1974 1 . Dilaporkan bahwa
baik nilai energi
metabolis maupun energi dapat dicerna dedak gandum dan biji kapas yang telah mendapat perlakuan dengan enzim fitase
adalah
lebih tinggi daripada yang
tidak mendapat
per-
lakuan .
Penambahan enzim
fitase yang berasal dari
kapang
Aspergillus ficuum ke dalam ransum babi ternyata dapat me-
ningkatkan kecernaan fosfor sebagai akibat dari meningkatnya degradasi asam fitat (Jongbloed, 1990) dan meningkatkan kecernaan serta retensi P dan Ca (Nasi, 1990).
Han dan Wilfried
padat
(
1988
)
melakukan fermentasi media
menggunakan kapang Aspergillus ficuum
pada kacang
kedelai dan biji kapas. Hidrolisis dan pelepasan fitat kacang kedelai
ternyata lebih efektif daripada untuk biji
kapas, sekitar 85 % fitat dalam kacang kedelai dapat didegradasi
sementara pada biji kapas
hanya 67 % . Penelitian
yang sama yang dilakukan oleh Nair dan Duvnjak (1990) terhadap
canola
canola
menunjukkan bahwa
dapat didegradasi
dalam jangka waktu 48 jam.
seluruh asam fitat dalam
oleh kapang
Aspergillus ficuum
MATERI DAN METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pertama
berupa
pendahuluan dan penelitian kedua
atau lanjutan yang berupa uji ransum. Seluruh kegiatan penelitian berlangsung
selama 26 bulan mulai Februari 1993
sampai dengan Mei 1995, bertempat di
biologi Pangan
izi
Laboratoriurn Mikro-
Pusat Antar Universitas Bidang Pangan dan
Institut Pertanian Bogor, Laboratorium dan
Ternak
Kandang
Balai Penelitian Ternak Ciawi, Bogor, Laboratorium
dan Kandang Ternak Ilmu Produksi Ternak Unggas serta Laboratoriurn Ilmu Nutrisi
dan Makanan Ternak, Fakultas Peter-
nakan Institut Pertanian Bogor.
I. Penelitian Pendahuluan
Materi Penelitian
Materi utama penelitian terdiri atas
:
1. Dedak padi atau lunteh, diperoleh dari penggilingan padi di Darmaga, Bogor.
2. Biakan murni kapang Aspergillus ficuum, diperoleh dari
Divisi Mikrobiologi Laboratorium Terpadu Analisis Kimia
Institut Pertanian Bogor.
3. Media
ekstrak toge agar (ETA). Media ini terdiri atas:
6 % gula pasir
dan 2
%
agar bacto
dalam ekstrak toge.
Media ini dituang ke dalam tabung -tabung reaksi masing
masing
sebanyak 5 - 7 ml
dan kemudian disterilisasi ,
setelah itu didinginkan pada posisi miring.
4. Ayam jantan dewasa
dan anak ayam pedaging untuk pengu-
jian biologik dedak padi hasil fermentasi (DPF).
Metode Penelitian
Penelitian pendahuluan meliputi empat tahap percobaan
masing-masing
A.
Mempelajari
:
kemampuan kapang Aspergill us fi cuum
untuk
memproduksi enzim fitase dalam substrat dedak padi dengan sistem fermentasi media padat. Secara ringkas proses untuk mendapatkan enzim fitase yang akan diuji aktivitasnya disajikan pada Skema 1. Pengujian aktivitas
enzim fitase yang diperoleh dilakukan menggunakan metode dari Alltech Biotechnology Center yang telah dimodifikasi .
Untuk pengujian aktifitas enzim diperlukan pereaksi Vanadat-Molibdat dan larutan fosfat standar.
Pereaksi Vanadat
-
Molibdat
:
Larutan 2 0 g amonium
molibdat dalam 400 ml akuades hangat, dinginkan
.
Seba-
nyak 1 g amonium vanadat dilarutkan dalam 3 0 0 ml akua des mendidih, dinginkan, setelah dingin tambahkan per lahan-lahan 140 ml asam nitrat pekat sambil diaduk.
Ke dalam
larutan vanadat
masukkan
larutan molibdat,
lalu diencerkan dengan akuades sampai volume 1 liter.
Larutan f o s f a t standar
:
0.3834 g
kalium dihidro