1
BAB I
PENDAHULUAN
Ternak ruminansia dapat memanfaatkan hijauan dalam jumlah banyak secara baik. hal ini dikarenakan ternak ruminansia memiliki saluran pencernaan kompleks yang mampu mencerna hijauan. Rumen merupakan bagian terbesar pada saluran pencernaan ruminansia. Di dalam rumen terdapat mikroba dan merupakan alat pencernaan fermentatif dengan kondisi anaerob, suhu 39 0C dan pH berkisar 6 - 7. Pencernaan yang terjadi dalam rumen adalah pencernaan fermentatif. Ransum yang diberikan pada ternak 60 - 75% terdiri dari karbohidrat. Karbohidrat yang masuk kedalam rumen akan dihidrolisis menjadi glukosa oleh enzim – enzim yang dihasilkan oleh mikroba rumen. Glukosa tersebut difermentasi menjadi VFA berupa asetat, propionat, dan butirat serta CH 4 dan CO2. Karbohidrat mudah dicerna merupakan sumber energi mikroba untuk membentuk protein tubuh. Mikroba rumen merombak protein dan menghasilkan NH3, CO2 dan VFA. Tujuan praktikum adalah dapat mengukur kadar VFA dan produksi NH 3 dari suatu sampel bahan pakan. Manfaat praktikum adalah mahasiswa mengetahui proses pencernaan pada rumen, dapat mengukur kadar VFA dan NH 3 hasil pencernaan bahan pakan dalam rumen.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Vol atil e F atty Aci ds ( VFA) VFA)
VFA merupakan produk akhir fermentasi karbohidrat dan merupakan sumber energi utama bagi ternak ruminansia. Peningkatan jumlah VFA menunjukkan mudah atau tidaknya pakan tersebut difermentasi oleh mikroba rumen. Produksi VFA di dalam cairan rumen dapat digunakan sebagai tolak ukur fermentabilitas pakan (Hartati, 1998). McDonald et al . (2002) menyatakan bahwa pakan yang masuk ke dalam rumen difermentasi untuk menghasilkan produk berupa VFA, sel – sel – sel sel mikroba, serta gas metan dan CO2. Karbohidrat dalam pakan sebagian besar terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin, sedangkan dalam konsentrat terdiri dari pati (Soebarinoto et
al., al.,
1991). Pemecahan karbohidrat didalam rumen mengalami dua tahap pencernaan oleh enzim - enzim yang dihasilkan oleh mikroba rumen. Pada tahap pertama mikroba rumen mengalami hidrolisis menjadi monosakarida, seperti glukosa, fruktosa dan pentosa. Hasil pencernaan tahap pertama masuk ke jalur glikolisis untuk mengalami pencernaan tahap kedua yang menghasilkan piruvat. Piruvat selanjutnya akan dirubah menjadi VFA yang umumnya terdiri dari asetat, butirat, dan propionat (Arora, 1995). Karbohidrat mudah larut sangat cepat difermentasi dalam rumen sedang karbohidrat struktural (selulosa dan hemiselulosa) lebih lambat (Ranjhan, 1980).
3
Pertumbuhan mikroba rumen yang optimum, konsentrasi VFA rumen berkisar antara 80 - 160 mM/I (Sutardi, 1994). Faktor - faktor yang mempengaruhi konsentrasi VFA antara lain sifat karbohidrat, gerak laju pakan meninggalkan rumen dan frekuensi pemberian pakan. McDonald et al. al. (2002) menjelaskan konsentrasi VFA sangat dipengaruhi oleh jenis pakan, VFA yang tinggi menunjukkan peningkatan kandungan protein dan karbohidrat mudah larut dari pakan.
2.2.
Amonia (NH3)
Amonia ( NH NH3) berasal dari protein pakan yang didegradasi oleh enzim proteolitik. Pada rumen, protein dihidrolisis pertama kali oleh mikroba rumen (Arora, 1995). NH3 merupakan sumber nitrogen utama untuk sintesis protein mikroba. Mikroba merobak asam amino menjadi NH 3, lebih kurang 50 - 70% nitrogen mikroba berasal dari amonia (Sutardi, 1980) . Pengukuran N-NH 3 in vitro dapat digunakan untuk mengestimasi degradasi protein dan kegunaannya oleh mikroba. Produksi amonia dipengaruhi oleh waktu setelah makan dan umumnya produksi maksimum dicapai pada 2 - 4 jam setelah pemberian pakan yang bergantung kepada sumber protein yang digunakan dan mudah tidaknya protein tersebut didegradasi. Jika pakan tinggi kandungan protein yang lolos degradasi, maka konsentrasi N-NH3 rumen akan rendah (lebih rendah dari 50 mg/1 atau 3,57 mM) dan pertumbuhan organisme rumen akan lambat. Sebaliknya, jika degradasi protein lebih cepat daripada sintesis protein mikroba maka NH 3 akan terakumulasi dan melebihi konsentrasi optimumnya (Satter dan Slyter, 1974).
4
Konsentrasi NH3 yang dibutuhkan untuk sintesis protein mikroba yaitu sebesar 4 - 12 mM (Sutardi, 1994). McDonald et al . (2002) menjelaskan bahwa konsentrasi NH3 yang tinggi dapat menunjukkan proses degradasi protein pakan lebih cepat daripada proses pembentukan protein mikroba, sehingga amonia yang dihasilkan terakumulasi dalam rumen. Konsentrasi NH3 mencerminkan tingkat fermentabilitas protein di dalam rumen. Peningkatan protein (termasuk NPN) dalam ransum akan mengakibatkan protease yang berasal dari mikroba rumen menjadi meningkat, sehingga akan meningkatkan proses perombakan protein menjadi asam amino dan amonia (NH 3).
5
BAB III
MATERI DAN METODE
Praktikum Ruminologi dengan materi Pengukuran Kecernaan, Kadar VFA dan NH3 dilaksanakan pada hari Senin dan Selasa pada tanggal 28 Mei 2012 hingga 29 Mei 2012 di Laboratorium Ilmu Makanan Ternak Fakultas Peternakan dan Pertanian Universitas Diponegoro Semarang.
3.1.
Materi
Alat yang digunakan pada praktikum Ruminologi adalah penangas air (waterbath) waterbath) untuk menjaga suhu saat fermentasi, timbangan analitis untuk menimbang sampel, centrifuge untuk memutar tabung saat proses fermentasi, oven untuk mengeringkan alat, botol timbang, kertas minyak sebagai tempat sampel saat di timbang, cawan Conway untuk tempat pengujian NH 3, tabung fermentor dan tutup tabung fermentor sebagai tempat untuk melakukan fermentasi, rak tabung fermentor sebagai tempat tabung fermentasi, tabung film, beaker glass glass sebagai tempat menampung bahan kimia, stirrer untuk mengaduk pada saat proses titrasi, t itrasi, peralatan titrasi, pipet ukur, pipet tetes, mikroburet untuk proses titrasi, tabung suling s uling khusus, labu destilasi, pendingin Leibig dan kompor atau pemanas. Bahan yang digunakan pada praktikum Ruminologi adalah larutan penyangga McDaugall, cairan rumen, aquades, CO2, indikator merah metyl,
6
sodium carbonat jenuh, bromkresol hijau, asam borat, HCl 0,5%, indikator phenolptalein 1%, asam sulfat 0,0055N, vaselin, H 2SO4 15%, NaOH 0,5N.
3.2.
Metode
3.2.1
Penentuan Kecernaan
Menimbang sampel seberat 0,55g. Menyiapkan penangas air yang telah diisi air secukupnya dan menyetel pada temperatur 39 0C. Memasukan sampel yang telah ditimbang ke dalam tabung fermentor, kemudian meletakkan tabung fermentor yang telah diisi sampel kedalam penangas air. Menambahkan larutan McDaugall sebesar 40ml, cairan rumen 10ml kedalam tabung fermentor yg telah diisi
sampel
dan
CO 2.
Kemudian
menggojok
secara
homogen
dan
memfermentasikan selama 3 jam. Hasil fermentasi kemudian disentrifuse, cairan yang didapat disebut supernatan yang akan diuji VFA dan NH 3.
3.2.2
Pengukuran Volati l e F atty Aci ds (VFA)
Memasukan 5ml supernatan kedalam tabung suling khusus dan menambahkan 1ml H 2SO4 15%. Memasukan tabung kedalam pendingin leibig kemudian mendestilasinya. Membuat larutan penangkap yang berisi 5ml NaOH 0,5N. Menghentikan destilasi ketika volume larutan penangkap mencapai 100ml. Menambahkan 2 tetes indikator PP 1% kemudian mentitrasi hasil destilasi dengan HCl 0,5N hingga terjadi perubahan warna. Membuat blangko dengan menggunakan 5ml NaOH 0,5N dan menambahakan indikator PP 1% kemudian
7
mentitrasi hingga terjadi perubahan warna. Menghitung produksi VFA total yaitu, dengan rumus:
()
Keterangan : y z
= ml HCl yang dibutuhkan untuk titrasi 5ml NaOH (blangko) = ml HCl yang dibutuhkan untuk titrasi hasil destilasi
3.2.3
Pengukuran Produksi Amonia (NH3)
Mengambil cawan Conway Conway dan tutupnya, kemudian mengolesi bagian tepinya dengan vaselin. Memasukan 1ml asam borat pada bagian tengah, dan menetesi dengan indikator merah mytil dan bromkresol hijau. Memasukkan 1ml supernatan pada bagian kiri dan 1ml larutan sodium karbonat jenuh pada sebelah kanan. Menutup rapat cawan Conway, Conway, menggoyang - goyangkan secara perlahan agar supernatan dan sodium karbonat jenuh bercampur. Mendiamkan selama 24 jam agar semua amonia dapat terikat oleh asam borat. Membuka cawan Conway setalah 24jam kemudian mentitrasi dengan menggunakan asam sulfat 0,0055N hingga terjadi perubahan warna. Menghitung produksi NH 3 yaitu, dengan rumus: N - NH3 = (ml titran x N H2SO4 x 1000) mM Keterangan : ml titran : titrasi yang dihasilkan N H2SO4 : normalitas H2SO4
8
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Volatil e F atty Acid (VFA) (VFA)
Berdasarkan pengamatan praktikum ruminologi bahan pakan dengan kode 9 ILu1 diperoleh hasil sebagai berikut: Tabel 1. Produksi Volati le F atty Aci ds (VFA)
Pengukuran Hasil (mM) VFA 140 Sumber: 1. Data Primer Praktikum Ruminologi, 2012 2. Sutardi (1994)
Literatur (mM) 80 – 80 – 160 160
Berdasarkan praktikum diperoleh hasil pengujian VFA sampel 1 sebesar 135 mM, sampel 2 sebesar 145 mM dengan rata-rata 140 mM. Pengujian VFA pada sampel yang telah diujikan bernilai 140 mM masih dalam kisaran standart nilai VFA. Hal ini sesuai dengan pendapat Sutardi (1994) bahwa untuk menunjang pertumbuhan mikroba rumen yang optimum, konsentrasi VFA rumen berkisar antara 80 - 160 mM. Faktor-faktor yang mempengaruhi konsentrasi VFA antara lain sifat karbohidrat, gerak laju pakan meninggalkan rumen dan frekuensi pemberian pakan. Hal ini sesuai dengan McDonald et al., al., (2002) menyatakan bahwa konsentrasi VFA sangat dipengaruhi oleh jenis pakan, VFA yang tinggi menunjukkan peningkatan kandungan protein dan karbohidrat mudah larut dari pakan.
9
4.2.
Amonia (NH3)
Berdasarkan pengamatan praktikum diperoleh hasil sebagai berikut: Tabel 2. Produksi Amonia (NH 3)
Pengukuran Hasil (mM) NH3 2,72 Sumber: 1. Data Primer Praktikum Ruminologi, 2012 2. Sutardi (1994)
Literatur (mM) 4 - 12
Berdasarkan praktikum pengukuran NH 3 diperoleh hasil pada sampel 1 sebesar 2,75 mM, sampel 2 sebesar 2,69 mM dengan rata-rata 2,72 mM. Hasil pengukuran NH 3 dibawah standar pengukuran amonia dalam rumen yaitu sebesar 4-12 mM. Hal ini sesuai dengan Sutardi (1994) menyatakan bahwa konsentrasi amonia (NH3) yang dibutuhkan untuk sintesis protein mikroba adalah sebesar 4-12 mM. Hasil praktikum menunjukkkan nilai yang rendah yaitu 2, 7225 mM hal ini kemungkinan dapat disebabkan karena protein sampel bahan pakan yang diujikan rendah, mikroba rumen tidak dapat mendegradasi bahan pakan dengan baik. Hal ini sesuai dengan Satter dan Slyter (1974) menyatakan bahwa jika pakan tinggi kandungan protein yang lolos degradasi, maka konsentrasi N-NH 3 rumen akan rendah (lebih rendah dari 50 mg/1 atau 3,57 mM) dan pertumbuhan organisme rumen akan lambat. Sebaliknya, jika degradasi protein lebih cepat daripada sintesis protein mikroba maka NH3 akan terakumulasi dan melebihi konsentrasi optimumnya.
10
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Pengujian kadar VFA dan NH 3 pada sampel bahan pakan yang diujikan secara in vitro diperoleh vitro diperoleh hasil perhitungan VFA masih dalam kisaran standar yang telah ditentukan. Faktor – faktor faktor yang mempengaruhi konsentrasi VFA antara lain sifat karbohidrat, gerak laju pakan meninggalkan rumen dan frekuensi pemberian pakan. sedangkan perhitungan NH 3 menunjukan hasil dibawah standar yang telah ditentukan. Hasil NH 3 yang rendah dapat disebabkan karena kadar protein pada sampel bahan pakan rendah atau mikroba rumen tidak mendegradasi protein pakan secara optimal. Konsentrasi NH3 mencerminkan tingkat fermentabilitas protein di dalam rumen.
5.2. Saran
Praktikum membutuhkan ketelitian yang lebih tinggi sehingga dalam pengukuran kadar VFA VFA dan Amonia (NH 3) dapat memperoleh hasil yang bagus.
11
DAFTAR PUSTAKA
Arora, S. P. 1995. Pencernaan Mikrobia pada Ruminansia. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta (Diterjemahkan oleh R. Murwani). Hartati, E. 1998. Suplementasi Minyak Lemuru dan Seng ke dalam Ransum yang Mengandung Silase Pod Coklat dan Urea untuk Memacu Pertumbuhan Sapi Holstein. Disertasi Holstein. Disertasi.. Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor. McDonald, P., R. A. Edwards, J. F. D. Greenhalgh dan C. A. Morgan. 2002. Animal Nutrition. Sixth Edition. Ashford Colour Press. Gosport. Ranjhan, S. K. 1980. Animal Nutrition in Tropics. 2 nd Ed. Vikas Publishing House Pvt Ltd., New Delhi. Satter, L.D. and L.L. Slyter. 1974. Effect of Amonia on Rumen Microbial Production invitro. British J. Nutrition. 32: 199 – 200. 200. Soebarinoto, S. Chuzaemi dan Mashudi. 1991. Ilmu Gizi Ruminansia. Jurusan Nutrisi dan Makanan Ternak Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya, Malang. (tidak diterbitkan). Sutardi, T. 1980. Landasan Ilmu Nutrisi. Jilid 1. Departemen Ilmu Makanan Ternak, Fakultas Peternakan IPB, Bogor. (Tidak diterbitkan). Sutardi, T. 1994. Peningkatan Produksi Ternak Ruminansia melalui Amoniasi Pakan Serat Bermutu Rendah, Defaunasi dan Suplementasi Sumber Protein Tahan Degradasi dalam Rumen. Laporan Penelitian Hibah Bersaing 1993/1994. IPB. Bogor. (tidak dipublikasikan).
12
LAMPIRAN
Lampiran 1. Perhitungan Produksi Volatil e F atty Acids (VFA) (VFA)
Kertas minyak 1
Berat sampel
Kertas minyak 2
-------------------------------------------------- g ----------------------------------------------------
Blangko 1 Blangko 2 Sampel 1 Sampel 2
0,2210 0,2283
0,555 0,5536
0,2349 0,2320
Titrasi ml
5,2 4,9 3,7 3,6
VFA = (y – (y – z) z) x N HCl x 1000 mM 5 Keterangan
: y = ml HCl yang dibutuhkan untuk titrasi 5ml 5ml NaOH (blangko) z = ml HCl yang dibutuhkan untuk titrasi hasil destilasi
Sampel 1
: ( 5,05 – 5,05 – 3,7) 3,7) x 0,5
: 1,35 x 0,5 x 200 : 135 mM Sampel2
: ( 5,05 – 5,05 – 3,6) 3,6) x 0,5
: 1,45 x 0,5 x 200 : 145 mM Rata-rata VFA
: 135+145= 140 mM 2
13
Lampiran 2. Perhitungan Produksi Amonia (NH3)
No.
Kertas minyak 1
Berat sampel
Kertas minyak 2
-------------------------------------------------------- g ------------------------------------------------------------
1 2
0,2210 0,2283
0,5555 0,5536
N-NH3
: ml
Sampel 1
: 0,5 x 0,0055 x 1000 mM : 2,75mM
Sampel 2
: 0,49 x 0,0055 x 1000mM : 2,695 mM
Rata-rata N-NH3
0,2249 0,2320
titran x N H2SO4 x 1000 mM
: 2,75
+ 2,695= 2,7225 mM 2
titrasi ml
0,5 0,49
14
