Isolasi dan Karakterisasi Enzim Pendegradasi Serat Peningkat Kualitas Bungkil Inti Sawit untuk Pakan Ayam Pedaging
ISOLASI DAN KARAKTERISASI ENZIM
PENDEGRADASI SERAT PENINGKAT KUALITAS
BUNGKIL INTI SAWIT UNTUK PAKAN
AYAM PEDAGING
HERU HANDOKO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Isolasi dan Karakterisasi Enzim
Pendegradasi Serat Peningkat Kualitas Bungkil Inti Sawit untuk Pakan Ayam
Pedaging adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Heru Handoko
NIM. D051060071
ABSTRACT
HERU HANDOKO. Isolation and Characterization of Fiber Degradation
Enzymes to Improve Palm Kernel Cake Quality for Broiler. Under the
supervisions of NAHROWI, SUMIATI and AGUS SETIYONO.
The utilization of palm kernel cake (PKC) as poultry diets is restricted due
to the fibre content. This study was designed to improve the nutritive value of
PKC in broiler diet by adding enzymes from soil moulds. This study consisted of
3 experiments, in the first experiment, the best mould was obtained by
combination of enrichment culture technique and measuring enzymes activities.
The enzymes were characterized before applying to PKC, and the data were
analized descriptively. In the second experiment, a completely randomized design
with five levels of enzymes addition to PKC based on the best isolated of mould
enzymes at concentration of 0; 0.5; 1.0; 1.5; and 2.0 mL of enzymes g-1 of PKC.
Each treatment consisted of 4 replicates used to measure total sugar solubility and
metabolizable energy. To determine the metabolizable energy, 20 of male broiler
(6 weeks of ages) using force feeding method was carried out. Data were analized
using analysis of variance (ANOVA) and if there were significant difference, the
data were further tested using least significant different (LSD) test. In the third
experiment, 200 of day old commercial Cobb broiler chickens were randomly
distributed into five dietary treatments, each consisted of four replicates and each
replicate consisted of ten birds. The treatments of diets were R0 (the diet
contained 0% of PKC), R1 (the diet contained 10% of PKC without enzymes),
R2 (the diet contained 10% of PKC treated enzymes), R3 (the diet contained 15%
of PKC without enzymes), and R4 (the diet contained 15% of PKC treated
enzymes). The enzymes addition was 2.0 mL filtrate g-1 of PKC. Data were
analized using ANOVA and if there were significant difference, followed using
LSD test. The results showed that all of five isolated moulds had FP-ase
activities, but only isolate F had mannanase. FP-ase and mannanase of isolate F
(11 d) were optimum at pH 6, incubation temperature at 50 ºC and the stabilities
of both were untill 40 ºC. The enzymes addition did not affect the PKC’s total
sugar solubilities, however, the addition of 2.0 mL g-1 of PKC significantly
increased metabolizable energy. The levels of PKC did not affect the
consumption of the broiler reared at the starter as well as finisher periods.
Utilization of PKC treated enzymes in the diets had no affect the body weight
gain, final body weight, duodenum and jejunum weight of broiler. However,
broiler fed PKC treated enzymes had better feed conversion ratio (FCR) compared
with that of broiler received PKC without enzymes treatments. FCR of broiler fed
15% of PKC treated enzymes was similar with that of broiler received 10% of
PKC in the diet. It concluded that addition of enzymes from strain F moulds could
improve nutritive value of PKC and utilization of 15% PKC treated enzymes
could be applied in broiler diet.
Keywords: soil moulds, enzymes, palm kernel cake, metabolizable energy, broiler
performance
RINGKASAN
HERU HANDOKO. Isolasi dan Karakterisasi Enzim Pendegradasi Serat
Peningkat Kualitas Bungkil Inti Sawit untuk Pakan Ayam Pedaging.
Dibimbing oleh NAHROWI, SUMIATI dan AGUS SETIYONO.
Bungkil inti sawit (BIS) merupakan hasil samping dari pengolahan kelapa
sawit menjadi minyak pangan. Penggunaan BIS sebagai bahan pakan telah banyak
dilakukan, namun introduksinya seringkali memunculkan masalah. Hal tersebut
disebabkan oleh kandungan serat BIS yang tinggi, terlebih lagi jika diberikan pada
unggas yang mempunyai keterbatasan dalam mensekresikan enzim pencerna
serat. Penelitian ini dirancang dengan tujuan untuk mengisolasi enzim dari kapang
yang mampu mendegradasi serat sehingga dapat meningkatkan nilai nutrisi BIS
dan penggunaan BIS dalam ransum dapat ditingkatkan tanpa mempengaruhi
penampilan produksi ayam pedaging.
Percobaan tahap 1 dilakukan untuk mendapatkan isolat kapang yang
mampu mendegradasi serat BIS. Produksi enzim dilakukan pada beberapa waktu
fermentasi (4; 7; 11; dan 14 hari) menggunakan isolat kapang yang diperoleh pada
proses isolasi. Peubah yang diukur adalah nilai aktivitas enzim (FP-ase dan
mannanase). Filtrat enzim terbaik kemudian dikarakterisasi pada beberapa pH dan
suhu inkubasi. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif. Pada percobaan
tahap kedua, beberapa taraf penambahan filtrat enzim dilakukan untuk
mempelajari perubahan nilai nutrisi BIS. Rancangan percobaan yang digunakan
adalah Rancangan Acak Lengkap dengan 5 perlakuan taraf penambahan filtrat
enzim, yaitu: 0; 0.5; 1.0; 1.5 dan 2.0 mL /g BIS; atau setara dengan aktivitas
enzim sebesar 0; 17.2; 34.4; 51.6; 68.8 IU /mL FP-ase; dan 0; 0.07; 0.13; 0.20;
0.27 IU /mL mannanase per 1 000 g BIS) dengan 4 ulangan. Peubah yang diamati
adalah total gula terlarut dan energi metabolis. Pengukuran energi metabolis
dilakukan menggunakan 20 ekor ayam pedaging jantan umur 6 minggu. Data
dianalisis menggunakan analisis ragam, dilanjutkan dengan uji Beda Nyata
Terkecil jika terdapat pengaruh yang nyata. Percobaan tahap ketiga dilakukan
menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan 5 perlakuan ransum yaitu: R0
(ransum tanpa BIS); R1 (ransum yang mengandung 10% BIS); R2 (ransum yang
mengandung 10% BIS yang ditambahkan enzim); R3 (ransum yang mengandung
15% BIS); dan R4 (ransum yang mengandung 15% BIS yang ditambahkan
enzim). Masing-masing perlakuan menggunakan sebanyak 4 kali ulangan.
Penambahan enzim dilakukan sebanyak 2.0 mL /g BIS (68.8 IU FP-ase dan 0.27
IU mannanase per 1 000 g bungkil inti sawit). Sebanyak 200 ekor anak ayam
strain Cobb digunakan sebagai unit percobaan. Peubah yang diamati adalah
penampilan produksi, bobot dan panjang organ pencernaan serta pengamatan
histologi hati dan usus halus. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan
analisis ragam, jika terdapat pengaruh yang nyata dilanjutkan dengan uji Beda
Nyata Terkecil (kecuali data pengamatan histologi: secara deskriftif).
Percobaan pertama menghasilkan lima isolat kapang yang mampu
mendegradasi serat BIS. Kelima isolat mempunyai aktivitas FP-ase pada keempat
periode fermentasi yang diberikan, namun hanya isolat F yang mampu
menghasilkan mannanase pada keempat periode fermentasi yang diberikan.
Aktivitas FP-ase dan mannanase isolat F dengan periode fermentasi 11 hari
optimum pada pH 6 dan suhu inkubasi 50 ºC, aktivitas enzim relatif stabil pada
suhu 4 ºC hingga suhu 40 ºC. Hasil yang diperoleh pada percobaan kedua
menunjukkan bahwa penambahan filtrat enzim sebanyak 2.0 mL /g BIS secara
nyata (p
PENDEGRADASI SERAT PENINGKAT KUALITAS
BUNGKIL INTI SAWIT UNTUK PAKAN
AYAM PEDAGING
HERU HANDOKO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2010
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Isolasi dan Karakterisasi Enzim
Pendegradasi Serat Peningkat Kualitas Bungkil Inti Sawit untuk Pakan Ayam
Pedaging adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Februari 2010
Heru Handoko
NIM. D051060071
ABSTRACT
HERU HANDOKO. Isolation and Characterization of Fiber Degradation
Enzymes to Improve Palm Kernel Cake Quality for Broiler. Under the
supervisions of NAHROWI, SUMIATI and AGUS SETIYONO.
The utilization of palm kernel cake (PKC) as poultry diets is restricted due
to the fibre content. This study was designed to improve the nutritive value of
PKC in broiler diet by adding enzymes from soil moulds. This study consisted of
3 experiments, in the first experiment, the best mould was obtained by
combination of enrichment culture technique and measuring enzymes activities.
The enzymes were characterized before applying to PKC, and the data were
analized descriptively. In the second experiment, a completely randomized design
with five levels of enzymes addition to PKC based on the best isolated of mould
enzymes at concentration of 0; 0.5; 1.0; 1.5; and 2.0 mL of enzymes g-1 of PKC.
Each treatment consisted of 4 replicates used to measure total sugar solubility and
metabolizable energy. To determine the metabolizable energy, 20 of male broiler
(6 weeks of ages) using force feeding method was carried out. Data were analized
using analysis of variance (ANOVA) and if there were significant difference, the
data were further tested using least significant different (LSD) test. In the third
experiment, 200 of day old commercial Cobb broiler chickens were randomly
distributed into five dietary treatments, each consisted of four replicates and each
replicate consisted of ten birds. The treatments of diets were R0 (the diet
contained 0% of PKC), R1 (the diet contained 10% of PKC without enzymes),
R2 (the diet contained 10% of PKC treated enzymes), R3 (the diet contained 15%
of PKC without enzymes), and R4 (the diet contained 15% of PKC treated
enzymes). The enzymes addition was 2.0 mL filtrate g-1 of PKC. Data were
analized using ANOVA and if there were significant difference, followed using
LSD test. The results showed that all of five isolated moulds had FP-ase
activities, but only isolate F had mannanase. FP-ase and mannanase of isolate F
(11 d) were optimum at pH 6, incubation temperature at 50 ºC and the stabilities
of both were untill 40 ºC. The enzymes addition did not affect the PKC’s total
sugar solubilities, however, the addition of 2.0 mL g-1 of PKC significantly
increased metabolizable energy. The levels of PKC did not affect the
consumption of the broiler reared at the starter as well as finisher periods.
Utilization of PKC treated enzymes in the diets had no affect the body weight
gain, final body weight, duodenum and jejunum weight of broiler. However,
broiler fed PKC treated enzymes had better feed conversion ratio (FCR) compared
with that of broiler received PKC without enzymes treatments. FCR of broiler fed
15% of PKC treated enzymes was similar with that of broiler received 10% of
PKC in the diet. It concluded that addition of enzymes from strain F moulds could
improve nutritive value of PKC and utilization of 15% PKC treated enzymes
could be applied in broiler diet.
Keywords: soil moulds, enzymes, palm kernel cake, metabolizable energy, broiler
performance
RINGKASAN
HERU HANDOKO. Isolasi dan Karakterisasi Enzim Pendegradasi Serat
Peningkat Kualitas Bungkil Inti Sawit untuk Pakan Ayam Pedaging.
Dibimbing oleh NAHROWI, SUMIATI dan AGUS SETIYONO.
Bungkil inti sawit (BIS) merupakan hasil samping dari pengolahan kelapa
sawit menjadi minyak pangan. Penggunaan BIS sebagai bahan pakan telah banyak
dilakukan, namun introduksinya seringkali memunculkan masalah. Hal tersebut
disebabkan oleh kandungan serat BIS yang tinggi, terlebih lagi jika diberikan pada
unggas yang mempunyai keterbatasan dalam mensekresikan enzim pencerna
serat. Penelitian ini dirancang dengan tujuan untuk mengisolasi enzim dari kapang
yang mampu mendegradasi serat sehingga dapat meningkatkan nilai nutrisi BIS
dan penggunaan BIS dalam ransum dapat ditingkatkan tanpa mempengaruhi
penampilan produksi ayam pedaging.
Percobaan tahap 1 dilakukan untuk mendapatkan isolat kapang yang
mampu mendegradasi serat BIS. Produksi enzim dilakukan pada beberapa waktu
fermentasi (4; 7; 11; dan 14 hari) menggunakan isolat kapang yang diperoleh pada
proses isolasi. Peubah yang diukur adalah nilai aktivitas enzim (FP-ase dan
mannanase). Filtrat enzim terbaik kemudian dikarakterisasi pada beberapa pH dan
suhu inkubasi. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif. Pada percobaan
tahap kedua, beberapa taraf penambahan filtrat enzim dilakukan untuk
mempelajari perubahan nilai nutrisi BIS. Rancangan percobaan yang digunakan
adalah Rancangan Acak Lengkap dengan 5 perlakuan taraf penambahan filtrat
enzim, yaitu: 0; 0.5; 1.0; 1.5 dan 2.0 mL /g BIS; atau setara dengan aktivitas
enzim sebesar 0; 17.2; 34.4; 51.6; 68.8 IU /mL FP-ase; dan 0; 0.07; 0.13; 0.20;
0.27 IU /mL mannanase per 1 000 g BIS) dengan 4 ulangan. Peubah yang diamati
adalah total gula terlarut dan energi metabolis. Pengukuran energi metabolis
dilakukan menggunakan 20 ekor ayam pedaging jantan umur 6 minggu. Data
dianalisis menggunakan analisis ragam, dilanjutkan dengan uji Beda Nyata
Terkecil jika terdapat pengaruh yang nyata. Percobaan tahap ketiga dilakukan
menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan 5 perlakuan ransum yaitu: R0
(ransum tanpa BIS); R1 (ransum yang mengandung 10% BIS); R2 (ransum yang
mengandung 10% BIS yang ditambahkan enzim); R3 (ransum yang mengandung
15% BIS); dan R4 (ransum yang mengandung 15% BIS yang ditambahkan
enzim). Masing-masing perlakuan menggunakan sebanyak 4 kali ulangan.
Penambahan enzim dilakukan sebanyak 2.0 mL /g BIS (68.8 IU FP-ase dan 0.27
IU mannanase per 1 000 g bungkil inti sawit). Sebanyak 200 ekor anak ayam
strain Cobb digunakan sebagai unit percobaan. Peubah yang diamati adalah
penampilan produksi, bobot dan panjang organ pencernaan serta pengamatan
histologi hati dan usus halus. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan
analisis ragam, jika terdapat pengaruh yang nyata dilanjutkan dengan uji Beda
Nyata Terkecil (kecuali data pengamatan histologi: secara deskriftif).
Percobaan pertama menghasilkan lima isolat kapang yang mampu
mendegradasi serat BIS. Kelima isolat mempunyai aktivitas FP-ase pada keempat
periode fermentasi yang diberikan, namun hanya isolat F yang mampu
menghasilkan mannanase pada keempat periode fermentasi yang diberikan.
Aktivitas FP-ase dan mannanase isolat F dengan periode fermentasi 11 hari
optimum pada pH 6 dan suhu inkubasi 50 ºC, aktivitas enzim relatif stabil pada
suhu 4 ºC hingga suhu 40 ºC. Hasil yang diperoleh pada percobaan kedua
menunjukkan bahwa penambahan filtrat enzim sebanyak 2.0 mL /g BIS secara
nyata (p