KEMAMPUAN BERBAGAI KOMBINASI ISOLAT BAKTERI SIMBION RAYAP DENGAN ISOLAT BAKTERI RUMEN DALAM MENDEGRADASIKAN PAKAN SUMBER SERAT

Transkripsi

1 KEMAMPUAN BERBAGAI KOMBINASI ISOLAT BAKTERI SIMBION RAYAP DENGAN ISOLAT BAKTERI RUMEN DALAM MENDEGRADASIKAN PAKAN SUMBER SERAT SKRIPSI DIETA PUSPITASARI DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

2 RINGKASAN DIETA PUSPITASARI. D Kemampuan Berbagai Kombinasi Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen dalam Mendegradasikan Pakan Sumber Serat. Skripsi. Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Pembimbing Utama Pembimbing Anggota : Ir. Anita Sardiana Tjakradidjaja, MRur. Sc. : Ir. Widya Hermana, MSi. Pola penyediaan pakan ternak ruminansia telah bergeser pada upaya pemanfaatan bahan pakan non konvensional yang berasal dari limbah pertanian dan perkebunan. Limbah pertanian dan perkebunan yang dapat dimanfaatkan adalah jerami padi dan serat sawit. Jerami padi dan serat sawit sangat berpotensi sebagai pakan ternak ruminansia karena jumlah produksi padi dan kelapa sawit selalu meningkat setiap tahun. Adapun permasalahan yang dihadapi adalah limbah ini mempunyai keterbatasan dalam hal rendahnya nutrisi dan daya cerna. Usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan daya guna limbah tersebut adalah dengan memanfaatkan bakteri simbion rayap yang diketahui mampu mencerna pakan sumber serat dan mempunyai adaptabilitas dalam kondisi rumen. Penelitian sebelumnya diperoleh hasil bahwa kombinasi isolat bakteri simbion rayap A (SB 53 5(3)1) dan D (SC 51 5 (2)) terbaik dalam menghasilkan kecernaan yang tinggi. Sebelum dilakukan inokulasi isolat bakteri simbion rayap ke dalam tubuh ternak, perlu dipelajari hubungan kedua isolat bakteri simbion rayap dengan isolat bakteri rumen jika ditumbuhkan dalam kultur campuran. Tujuan penelitian ini adalah mengkaji fermentabilitas dan kecernaan in vitro pakan sumber serat dan mencari kombinasi terbaik dari kultur campuran isolat bakteri simbion rayap dengan isolat bakteri rumen. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) pola faktorial 7 x 3 dengan pengambilan cairan rumen dari tiga ekor sapi sebagai kelompok. Faktor pertama adalah kombinasi antara bakteri simbion rayap dan bakteri rumen yaitu P1 (A + D + SE511), P2 (A + D + SE512), P3 (A + D + SE513), P4 (A + D + SE511 + SE512), P5 (A + D + SE512 + SE513), P6 (A + D + SE511 + SE513) dan P7 (A + D + SE511 + SE512 + SE513). A dan D adalah bakteri simbion rayap dan SE 511, SE 512 dan SE 513 adalah bakteri rumen. Faktor kedua adalah bahan pakan sumber serat yaitu rumput gajah, jerami padi dan serat sawit. Peubah yang diamati adalah konsentrasi NH 3, produksi VFA total, Degradasi Bahan Kering (DBK), Degradasi Bahan Organik (DBO), Koefisien Cerna Bahan Kering (KCBK) dan Koefisien Cerna Bahan Organik (KCBO). Data yang diperoleh dianalisis menggunakan ANOVA dan untuk mengetahui perbedaan diantara perlakuan diuji dengan uji orthogonal kontras. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pakan sumber serat sangat nyata (P<0,01) mempengaruhi konsentrasi NH 3, DBK, DBO, KCBK dan KCBO, namun tidak pada VFA. Rumput gajah menghasilkan konsentrasi NH 3 dan KCBK tertinggi (P<0,01) dibandingkan jerami padi dan serat sawit. DBK dan DBO rumput gajah dan serat sawit tertinggi (P<0,01) dibandingkan jerami padi. Namun, DBK rumput gajah lebih tinggi dibandingkan serat sawit (P<0,05). Hal ini menunjukkan bahwa kultur campuran lebih mudah mendegradasikan serat sawit dari pada jerami padi. KCBO ii

3 rumput gajah dan jerami padi tertinggi (P<0,01) dibandingkan serat sawit. Tidak terdapat pengaruh yang signifikan dari kombinasi antara bakteri simbion rayap dan bakteri rumen pada semua peubah yang diamati. Namun terlihat dari degradasi dan kecernaan pakan sumber serat, perlakuan P7 menghasilkan nilai lebih tinggi dibanding perlakuan lainnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa bakteri rayap dapat berinteraksi dengan bakteri rumen dalam kultur yang beragam. Kata-kata kunci: bakteri simbion rayap, fermentabilitas, kecernaan, pakan sumber serat iii

4 ABSTRACT Combination of Termite Simbion Bacteria and Rumen Bacteria in Degrading Fibrous Fibre D. Puspitasari., A. S. Tjakradidjaja and W. Hermana This experiment was conducted to determine ability of termite simbion bacteria that combined with rumen bacteria to degrade fibrous feeds. This experiment used a randomized block design with factorial design (7x3) and three replications. The first factor was combination between termite bacteria and rumen bacteria P1 (A + D + SE511), P2 (A + D + SE512), P3 (A + D + SE513), P4 (A + D + SE511 + SE512), P5 (A + D + SE512 + SE513), P6 (A + D + SE511 + SE513) and P7 (A + D + SE511 + SE512 + SE513). A (SB 53 5(3)1) and D (SC 51 5(2)) were isolates of termite bacteria and SE511, SE512 and SE513 were isolates of rumen bacteria. The second factor was fibrous feeds (napier grass, rice straw and palm press fibre). The rumen liquid was used as replications. The variables measured were concentration of NH 3, total VFA production, degradabilities of dry matter (DM) and organic matter (OM), digestibilities of dry matter (DM) and organic matter (OM). The data were analyzed by using analysis of variance and the differences between treatments were determined by contrast orthogonal. The results showed that differences in fibrous feeds affected significantly NH 3 concentration, degradability of DM and OM and digestibilities of DM and OM (P<0.01), but did not produce significant effect on total VFA production. Napier grass has higher (P<0.01) NH 3 concentration and DM digestibility than rice straw and palm press fibre. DM and OM degradabilities of napier grass and palm press fibre are higher (P<0.01) than those of rice straw. Napier grass and rice straw have higher (P<0.01) digestibilities of OM than palm press fibre. There are no significant effects of combination between termite bacteria and rumen bacteria treatment on all variables measured. It can be concluded that the combination between termite bacteria and rumen bacteria have synergic relationship in degradating fibrous feeds. Keywords: termite simbion bacteria, fermentability, degradability, fibrous feeds iv

5 KEMAMPUAN BERBAGAI KOMBINASI ISOLAT BAKTERI SIMBION RAYAP DENGAN ISOLAT BAKTERI RUMEN DALAM MENDEGRADASIKAN PAKAN SUMBER SERAT DIETA PUSPITASARI D Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PERTERNAKAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009 v

6 KEMAMPUAN BERBAGAI KOMBINASI ISOLAT BAKTERI SIMBION RAYAP DENGAN ISOLAT BAKTERI RUMEN DALAM MENDEGRADASIKAN PAKAN SUMBER SERAT Oleh: DIETA PUSPITASARI D Skripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan Komisi Ujian Lisan pada tanggal 10 Agustus 2009 Pembimbing Utama Pembimbing Anggota Ir. Anita S. Tjakradidjaja, MRur. Sc. Ir. Widya Hermana, MSi NIP NIP Dekan Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor Ketua Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor Dr. Ir. Luki Abdullah, MSc.Agr Dr. Ir. Idat G Permana, MSc.Agr NIP NIP vi

7 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan pada tanggal 8 April 1987 di Bogor. Penulis merupakan anak pertama dari lima bersaudara dari pasangan Bapak Aang Munawar dan Ibu Etty Suheryati. Penulis mengawali pendidikan di TK AKBAR Bogor dan diselesaikan pada tahun Pendidikan dasar diselesaikan pada tahun 1999 di SDN Cibuluh 1 Bogor. Pendidikan menengah pertama diselesaikan di SLTPN 5 Bogor pada tahun 2002 dan pendidikan menengah atas diselesaikan pada tahun 2005 di SMUN 7 Bogor. Penulis diterima sebagai mahasiswi Institut Pertanian Bogor pada tahun 2005 melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) sebagai mahasiswi Tingkat Persiapan Bersama (TPB), dan terdaftar pada mayor Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan dan mengambil minor Ekonomi dan Studi Pembangunan, Departemen Ilmu Ekonomi, Fakultas Ekonomi dan Manajemen pada tahun Selama menempuh pendidikan terakhir, penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak (Himasiter) sebagai anggota Biro Pengembangan Sumber Daya Manusia (PSDM) pada periode dan menjadi asisten praktikum mata kuliah Mikrobiologi Nutrisi tahun ajaran 2008/2009. Selama menjadi mahasiswi, penulis berkesempatan magang di Taman Burung, Taman Mini Indonesia Indah Jakarta pada tahun 2007 dan di Balai Embrio Ternak Cipelang, Bogor pada tahun vii

8 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat, karunia dan ridho-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan di Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Skripsi ini berjudul Kemampuan Berbagai Kombinasi Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen dalam Mendegradasikan Pakan Sumber Serat. Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang telah dilakukan penulis pada bulan September 2008 hingga Februari 2009 di Laboratorium Biokimia, Fisiologi dan Mikrobiologi Nutrisi dan Laboratorium Nutrisi Ternak Perah, Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk mengkaji fermentabilitas dan kecernaan in vitro pakan sumber serat oleh kultur campuran isolat bakteri simbion rayap dan isolat bakteri rumen serta mencari kombinasi terbaik dari kultur campuran isolat bakteri simbion rayap dengan isolat bakteri rumen yang ditumbuhkan dalam tri kultur, tetra kultur dan penta kultur. Penulis mengucapkan terima kasih kepada seluruh pihak yang telah ikut berperan sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan. Penulis menyadari penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, namun penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca. Bogor, Agustus 2009 Penulis viii

9 DAFTAR ISI RINGKASAN... ABSTRACT... RIWAYAT HIDUP... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Perumusan Masalah... 2 Tujuan... 3 TINJAUAN PUSTAKA... 4 Pakan Sumber Serat... 4 Rumput Gajah... 4 Jerami Padi... 5 Serat Sawit... 6 Potensi Jerami Padi dan Serat Sawit... 7 Serat Kasar... 8 Selulosa... 9 Hemiselulosa Lignin Rayap Pencernaan Rayap Kemampuan Bakteri Rayap dalam Mendegradasikan Pakan Berserat 16 Proses Pencernaan Ruminansia METODE Lokasi dan Waktu Materi Bahan Alat Perlakuan Peubah yang Diamati Rancangan Percobaan Analisis Data Prosedur Peremajaan Bakteri Pencernaan fermentatif ii iv vii viii ix xi xii xiii ix

10 Pengukuran Konsentrasi NH Pengukuran Konsentrasi VFA Degradasi Bahan Kering dan Degradasi Bahan Organik Pencernaan Hidrolisis Aerob Koefisien Cerna Bahan Kering Koefisien Cerna Bahan Organik HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi Amonia Produksi VFA Total Degradasi Bahan Kering Degradasi Bahan Organik Koefisien Cerna Bahan Kering Koefisien Cerna Bahan Organik KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran UCAPAN TERIMA KASIH DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 Nomor DAFTAR TABEL Halaman 1. Data Produksi Padi dan Kelapa Sawit Nasional (ton/tahun) Rataan Populasi Isolat Bakteri Rataan Konsentrasi NH 3 oleh Kultur Campuran Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen Rataan Konsentrasi VFA Total oleh Kultur campuran Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen Rataan Persentase DBK oleh Kultur Campuran Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen Rataan Persentase DBO oleh Kultur Campuran Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen Rataan Persentase KCBK oleh Kultur Campuran Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen Rataan Persentase KCBO oleh Kultur Campuran Isolat Bakteri Simbion Rayap dengan Isolat Bakteri Rumen xi

12 Nomor DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Struktur Selulosa Struktur Hemiselulosa Struktur Lignin Proses Metabolisme Karbohidrat di dalam Rumen Ternak Ruminansia Proses Metabolisme Protein di dalam Rumen Ternak Ruminansia xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman 1. Analisis Ragam Perlakuan terhadap Konsentrasi NH Analisis Ragam Perlakuan terhadap Produksi VFA Total Analisis Ragam Perlakuan terhadap DBK Analisis Ragam Perlakuan terhadap DBO Analisis Ragam Perlakuan terhadap KCBK Analisis Ragam Perlakuan terhadap KCBO xiii

14 PENDAHULUAN Latar Belakang Pakan merupakan hal yang penting dalam menunjang suatu usaha peternakan dan merupakan faktor utama pendukung suatu usaha peternakan selain cara pemeliharaan ternak. Umumnya pakan ternak ruminansia adalah pakan sumber serat yang berasal dari hijauan. Namun dengan berkurangnya lahan untuk menghasilkan hijauan pakan ternak akibat perluasan lahan untuk pemukiman dan produksi pangan, menyebabkan keterbatasan produksi pakan hijauan sehingga perlu mencari alternatif pakan lain. Pakan alternatif pengganti hijauan pakan ternak dapat berupa pakan sumber serat yang diperoleh dari limbah pertanian maupun perkebunan seperti jerami padi dan serat sawit. Limbah pertanian dan perkebunan secara fisik mempunyai potensi yang sangat besar sebagai pakan ternak. Limbah yang dikeluarkan dalam proses pengolahan cenderung mengikuti pola produksi, produktivitas dan luas areal penanaman setiap komoditi (Suparjo, 2008). Berdasarkan potensi produksinya, produksi padi dan kelapa sawit setiap tahun meningkat. Rata-rata peningkatan produksi padi setiap tahun dari tahun 2004 hingga tahun 2008 adalah 2,7 %, sedangkan rataan peningkatan produksi kelapa sawit setiap tahun sebesar 10,7 % dari tahun 2004 hingga tahun 2007 (BPS, 2009). Akan tetapi terdapat pembatasan dalam penggunaan jerami padi dan serat sawit karena rendahnya kandungan nutrisi berupa kadar protein yang rendah, serat kasar tinggi dan kecernaan yang rendah. Usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan nilai nutrisi pakan berserat sehingga dapat mengoptimalkan pakan berserat tersebut sebagai pakan ruminansia yaitu dengan memanfaatkan mikroba saluran pencernaan rayap dalam pendegradasian serat kasar oleh ruminansia untuk memenuhi kebutuhan hidup pokok. Rayap merupakan serangga sosial pendegradasi kayu yang mengandung banyak selulosa, hemiselulosa dan lignin. Penelitian yang dilakukan Setianegoro (2004) menunjukkan hasil bahwa bakteri simbion rayap Macrotermes gilvus Hagen, Coptotermes curvignathus Holmgren dan Microtermes inspiratus Kemner serta gabungan ketiganya mempunyai kemampuan dalam mencerna pakan berserat seperti jerami padi, serat sawit dan rumput gajah. Akan tetapi kemampuannya masih lebih rendah bila dibandingkan 1

15 dengan sumber inokulum yang berasal dari mikroba cairan rumen dalam tingkat fermentasi dan kecernaan pakan berserat. Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Widyastuti (2005) yang mendapatkan 13 isolat murni bakteri rayap maupun rumen yang mempunyai kemampuan selulolitik tertinggi. Sulistiani (2005) memilih lima isolat terbaik untuk diteliti lagi kemampuannya dalam fermentabilitas dan kecernaan pakan berserat. Pradana (2006) dan Solihat (2006) kemudian menguji kembali kemampuan kelima isolat bakteri tersebut jika diinkubasikan pada suhu yang berbeda yaitu suhu saluran pencernaan rayap (30 0 C) dan suhu rumen (39 0 C) dalam mencerna pakan berserat. Dari penelitian keduanya diperoleh tiga isolat terbaik yang daya cerna dan adaptabilitasnya tinggi yaitu isolat A (SB 53 5(3)1), D (SC 51 5 (2)) dan C (SB 53 1(3)2). Sopandi (2007) mengkaji kemampuan ketiga isolat bakteri tersebut bila ditumbuhkan secara kombinasi dan didapat hasil dua isolat bakteri simbion rayap yang terbaik yaitu isolat A (SB 53 5(3)1) yang berasal dari rayap Coptotermes curvignathus Holmgren dan isolat D (SC 51 5 (2)) yang berasal dari rayap Microtermes inspiratus Kemner. Sebelum dilakukan inokulasi isolat bakteri rayap ke dalam tubuh ternak perlu dipelajari hubungan kedua isolat bakteri rayap dengan isolat bakteri rumen jika ditumbuhkan dalam kultur campuran seperi di dalam rumen. Oleh karena itu kedua isolat bakteri tersebut digunakan dalam penelitian ini yang diuji kemampuan hidup dan daya cerna seratnya apabila ditumbuhkan secara kombinasi dengan isolat bakteri rumen dalam tri kultur, tetra kultur dan penta kultur. Perumusan Masalah Usaha peternakan tidak terlepas dari peranan faktor pakan. Pakan sangat penting dalam menunjang peningkatan produktivitas ternak. Akan tetapi terdapat beberapa kendala dalam hal penyediaan pakan seperti ketersediaannya yang kurang maupun tidak berkesinambungan. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk mengatasi kendala tersebut adalah dengan memanfaatkan limbah-limbah yang berasal dari pertanian dan perkebunan. Namun pemanfaatan limbah-limbah tersebut masih sangat terbatas karena rendahnya nilai nutrisi dan daya cernanya. Untuk itu perlu dilakukan suatu usaha untuk meningkatkan nilai guna pakan tersebut secara fisik, kimia maupun biologis. 2

16 Penelitian-penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa mikroba simbion rayap diketahui mampu hidup dalam kondisi rumen dan mencerna pakan berserat, sehingga isolat bakteri simbion rayap tersebut dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan nilai guna limbah-limbah tersebut sebagai pakan. Selain itu dalam rumen juga terdapat berbagai mikroorganisme seperti bakteri, protozoa, fungi dan virus yang saling bekerjasama dalam mencerna makanan. Hasil penelitian sebelumnya telah ditemukan isolat bakteri simbion rayap terbaik yaitu A (SB 53 5(3)1) yang berasal dari rayap Coptotermes curvignathus Holmgren dan isolat D (SC 51 5 (2)) yang berasal dari rayap Microtermes inspiratus Kemner serta isolat bakteri rumen domba yang terbaik yaitu isolat SE 511, SE 512 dan SE 513. Proses pemecahan bahan pakan berserat akan lebih baik apabila isolat bakteri simbion rayap dan rumen ditumbuhkan secara campuran. Oleh karena itu perlu dipelajari interaksi yang terjadi antara kedua isolat tersebut bila ditumbuhkan secara campuran dalam memecah serat pakan. Tujuan Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji fermentabilitas dan kecernaan in vitro pakan sumber serat oleh kultur campuran isolat bakteri simbion rayap dan isolat bakteri rumen dan mencari kombinasi terbaik dari kultur campuran isolat bakteri simbion rayap dengan isolat bakteri rumen yang ditumbuhkan dalam tri kultur, tetra kultur dan penta kultur. 3

17 TINJAUAN PUSTAKA Pakan Sumber Serat Rumput Gajah Rumput gajah (Pennisetum purpureum Schumach) merupakan jenis rumput unggul yang mempunyai produktivitas dan nilai gizi yang tinggi serta disukai ternak, khususnya ruminansia. Produktivitas dan nilai gizi rumput gajah dipengaruhi oleh tata laksana pemeliharaan, antara lain umur pada saat pemotongan. Rumput gajah sebaiknya dipotong pada fase vegetatif untuk menjamin pertumbuhan kembali sehingga produktivitas dan nilai gizinya tetap tinggi (Irwana et al., 2002). Dilihat dari kemampuan produksinya, rumput gajah mampu berproduksi tinggi, dapat ditanam dalam jumlah besar atau kecil dan dapat diusahakan secara mekanis atau juga untuk pertanian atau peternakan skala kecil. Ditambah lagi prospek rumput gajah cukup baik bila dilakukan pemupukan yang baik pula. Dengan memanen pada pertumbuhan yang masih muda atau dengan menggunakan kultivar yang baik akan mencapai nilai pakan yang tinggi (Manglayang Farm, 2005). McIlroy (1976) menyatakan bahwa perbandingan daun/batang, fase pertumbuhan pada waktu dipotong atau digembalai, kesuburan tanah dan pemupukan serta keadaan iklim mempengaruhi nilai gizi jenis pakan hijauan. Daya cerna hijauan makanan ternak pada ruminansia dan nilai gizi yang tinggi tergantung pada tercapainya imbangan yang tepat antara kandungan karbohidrat yang dapat larut dengan kandungan nitrogen. Rumput-rumput yang berdaun lebat lebih disukai untuk penggembalaan oleh karena daun lebih banyak mengandung protein dan lebih sedikit kadar serat kasarnya dibandingkan batang. Rumput gajah akan berkurang kandungan protein, mineral dan karbohidrat yang mudah larut dengan meningkatnya umur, sedangkan kandungan serat kasar dan ligninnya meningkat. Perubahan-perubahan ini dapat mengurangi palatabilitas, jumlah yang dimakan dan daya cerna sehingga mengakibatkan berkurangnya asupan energi dan protein bagi ternak (Reksohadiprojo, 1985). Seperti rumput-rumputan asal tropik lainnya, rumput gajah lebih banyak menyimpan karbohidrat dalam bentuk pati daripada bentuk fruktan dan umumnya disimpan dalam bagian daun. Umumnya rumput ini mengandung bahan kering (BK) yang rendah yaitu %. Kandungan TDN berkisar antara % dengan 4

18 kecernaan BK sekitar %. Serat kasar berkisar dari 26-40,5 %, BETN sekitar 30,4-49,8 % dan kandungan lemak kasar 1,0-3,6 % (Sofyan et al., 2000). Bagian yang dapat dicerna dari rumput gajah yaitu protein kasar = 5,92 %; serat kasar = 22,74 %; lemak = 0,84 % dan BETN = 25,6 % (Sutanmuda, 2008). Jerami Padi Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang potensial sebagai sumber energi yang dapat dimanfaatkan bagi ternak ruminansia. Jerami padi adalah hijauan dari tanaman padi (Oryza sativa Linn) setelah biji atau bulirnya dipetik untuk kepentingan manusia dan telah dipisahkan dari akarnya. Menurut Doyle et al. (1986) perbandingan antara produksi padi dan jerami padi diperkirakan 1:1. Jika jerami padi langsung diberikan kepada ternak tanpa melalui proses pengolahan, maka jerami padi ini akan tergolong sebagai makanan ternak yang berkualitas rendah (Marhadi, 2009). Laconi (1992) menyatakan bahwa jerami padi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi bagi ternak ruminansia, namun menyebabkan penampilan produksinya kurang memuaskan akibat adanya lignoselulosa yang tinggi. Sutardi (1980) menambahkan bahwa jerami padi sebagai pakan ternak masih terbatas sekali pemanfaatannya, karena hanya berperan sebagai bulk dan menggantikan tidak lebih dari 25% kebutuhan ternak akan rumput. Jerami padi mengandung serat kasar dan silika yang tinggi disertai kadar protein, pati dan lemak yang rendah (Doyle et al., 1986). Kandungan jerami padi menurut Sutardi (1981) adalah BK = 87,5 %, abu = 19,9 %, protein kasar = 4,15 %, lemak kasar = 1,47 %, serat kasar = 32,5 % dan Beta-N = 45 %. Kecernaan jerami padi relatif rendah karena mengandung silika yang cukup tinggi yaitu sekitar 8-14% (Suparjo et al., 2008 b ), yang terikat ke dalam gugus organik. Bersama-sama dengan mineral lain silikat membentuk suatu lapisan tipis yang menyelimuti bagian luar dinding sel sehingga dapat menghalangi kerja enzim pencerna bahan organik. Pertambahan 1% kandungan silikat dalam hijauan makanan ternak akan menurunkan koefisien cerna bahan organik sebanyak 1% (Sofyan dan Suwoko, 1986). Selain itu jerami padi juga mengandung oksalat yang mampu menurunkan absorpsi kalsium (Suparjo et al., 2008 b ). Jerami padi berasal dari tanaman padi yang dipanen pada umur tua, dengan kandungan dinding sel yang tinggi dan tingkat lignifikasi yang sempurna, maka sulit 5

19 dirombak oleh mikroba rumen (Wardhani et al., 1983). Akhirani (1998) menambahkan dinding sel jerami padi sebagian besar tersusun dari lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Sebagian besar selulosa dan hemiselulosa mudah dicerna oleh mikroba rumen, akan tetapi komponen ini dalam jerami padi terdapat dalam ikatan kompleks lignoselulosa dan lignohemiselulosa sehingga sulit dicerna. Menurut Marhadi (2009), nilai manfaat jerami padi sebagai bahan pakan ternak dapat ditingkatkan dengan dua cara, yaitu mengoptimumkan lingkungan saluran pencernaan dan meningkatkan nilai nutrisi jerami. Optimasi lingkungan saluran pencernaan terutama rumen, dapat dilakukan dengan pemberian bahan pakan suplemen yang mampu memicu pertumbuhan mikroba rumen pencerna serat seperti bahan pakan sumber protein. Sementara nilai nutrisi dan tingkat pemanfaatan dapat diperbaiki dengan memberikan perlakuan yang dapat meningkatkan kandungan protein dan perenggangan ikatan lignoselulosa. Serat Sawit Serat sawit (palm press fibre) adalah hasil ikutan pengolahan kelapa sawit yang dipisahkan dari buah setelah pengutipan (pengambilan) minyak dan biji sawit dalam proses pemerasan (Agustin, 1991). Selain serat sawit, terdapat hasil ikutan dan limbah pengolahan kelapa sawit lain yang dapat dijadikan sumber pakan ternak yaitu bungkil inti sawit (palm kernel cake) dan lumpur minyak sawit (palm oil sludge) (Irawadi, 1990). Suparjo et al. (2008 b ) menyatakan bahwa serat sawit merupakan limbah yang proporsinya cukup besar dihasilkan yaitu sekitar 12 % dari tandan buah kelapa sawit segar. Kandungan serat sawit menurut Agustin (1991) adalah BK = 93,2 %, abu = 6,46 %, protein kasar = 5,93 %, lemak kasar = 5,19 %, serat kasar = 40,80 % dan beta-n = 41,62 %. Selanjutnya dijelaskan bahwa substitusi rumput dengan serat sawit dan substitusi dedak padi dengan lumpur minyak sawit sampai tingkat 100 % menghasilkan kecernaan serat kasar rata-rata 43,5 % (Agustin, 1991). Hasil yang diperoleh Agustin (1991) tidak berbeda dengan yang diperoleh Aritonang (1986) yaitu serat sawit mengandung komponen serat kasar yang tinggi (40,5-41,5 %), terdiri dari bagian-bagian berupa lignin, hemiselulosa dan abu sehingga dapat digunakan sebagai bahan pakan sumber serat untuk ternak ruminansia. Serat kelapa sawit juga mengandung silika sebesar 2,48 % (Suparjo et 6

20 al., 2008 b ). Selain itu serat sawit merupakan limbah yang mengandung ikatan lignoselulolitik, dimana selulosa tidak terdapat dalam bentuk bebas melainkan berikatan dengan lignin (Aritonang, 1986). Terdapat beberapa keunggulan dan kendala dalam memanfaatkan hasil limbah perkebunan kelapa sawit sebagai pakan ternak. Keunggulannya adalah produksinya banyak dan dapat menjadi sumber zat-zat makanan seperti serat, energi dan protein. Kendala-kendala yang akan dialami yaitu : [1] produksi yang tidak selokasi atau berdekatan dengan usaha peternakan, [2] mengandung lignin dan [3] mudah tengik (Suryahadi dan Piliang, 1993). Tingginya kandungan lignin ini menyebabkan tingkat kecernaan serat sawit sebagai bahan makanan ternak rendah. Cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi kelemahan-kelemahan penggunaan limbah kelapa sawit ini yaitu pengolahan yang lebih efektif sehingga mampu memutuskan ikatan lignoselulosa dan secara tidak langsung membantu meningkatkan nutrien limbah tersebut (Irawadi, 1990). Akhirani (1998) menjelaskan terdapat beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan kecernaan atau fermentabilitas pakan serat ini, yaitu dengan memberi perlakuan pada pakan berkualitas rendah sebelum diberikan pada ternak, baik secara fisik (pemotongan, penggilingan, perendaman dan pemelletan), secara kimia (penambahan larutan basa atau amoniasi) dan juga secara biologi berupa fermentasi, penambahan enzim serta menumbuhkan jamur dan bakteri. Potensi Jerami Padi dan Serat Sawit Pemanfaatan limbah sebagai bahan pakan ternak selalu dikaitkan dengan harga yang murah dan kualitas yang rendah. Besaran pemanfaatan limbah sangat tergantung pada potensi limbah baik secara kuantitas dan kualitas yang dapat dimanfaatkan. Daya dukung limbah sebagai bahan baku pakan mampu memenuhi tiga aspek pola penyediaan bahan pakan yaitu aspek kuantitas (jumlah), kualitas (mutu) dan kontinuitas (kesinambungan) (Suparjo et al., 2008 a ). Jerami padi dan serat sawit sebagai limbah pertanian dan perkebunan secara fisik mempunyai potensi yang sangat besar sebagai pakan ternak. Limbah yang dikeluarkan dalam proses pengolahan cenderung mengikuti pola produksi, produktivitas dan luas areal penanaman tiap komoditi (Suparjo, 2008). Terlihat dari Tabel 1 bahwa produksi padi dan kelapa sawit setiap tahun meningkat. 7

21 Tabel 1. Data Produksi Padi dan Kelapa Sawit Nasional (ton/tahun) Komoditi Padi Kelapa Sawit * Keterangan : * menunjukkan belum terdapat data Sumber : Biro Pusat Statistik (2009) Perbandingan produksi padi dan jerami padi adalah sekitar 1 : 1 (Doyle et al., 1986) maka dapat diketahui jumlah jerami padi yang dihasilkan. Tabel 1 menunjukkan terjadinya peningkatan jumlah jerami padi yang sangat tinggi pada tahun 2007 ke tahun Rataan peningkatan jerami padi berdasarkan produksi padi adalah sekitar 3,6 % dari tahun 2005 hingga tahun Serat sawit dihasilkan sekitar 12 % dari tandan buah kelapa sawit segar (Suparjo et al., 2008 b ). Prediksi jumlah serat sawit yang dihasilkan dari tahun 2005 hingga tahun 2007 berturut- turut adalah , dan (ton/tahun). Dengan demikian dapat diketahui bahwa peningkatan serat sawit berdasarkan produksi kelapa sawit dari tahun 2005 hingga tahun 2007 adalah sekitar 2,5 %. Serat Kasar Karbohidrat dibagi menjadi dua fraksi, yaitu fraksi serat kasar yang sulit dicerna dan fraksi bahan ekstrak tanpa N (Beta-N) yang bersifat mudah dicerna (Sutardi, 1980). Menurut Sofyan et al. (2000), serat kasar adalah fraksi dari karbohidrat yang tidak larut dalam basa maupun asam encer setelah pendidihan masing-masing selama 30 menit. Serat kasar terdiri atas selulosa, hemiselulosa dan lignin. Fraksi serat kasar dapat diukur berdasarkan kelarutannya dalam larutanlarutan detergen, yaitu menggunakan analisis Van Soest (Tillman et al., 1989). Sutardi (1980) menjelaskan bahwa pada analisis Van Soest bahan makanan mula-mula dimasak dalam larutan detergen netral. Larutan detergen ini membagi BK bahan makanan menjadi isi sel dan dinding sel. Pada analisis ini juga diuji kelarutan bahan makanan dalam larutan detergen asam. Pemasakan dalam larutan detergen asam ini membagi dinding sel menjadi fraksi yang larut yaitu hemiselulosa dan sedikit protein dinding sel. Fraksi yang tidak larut adalah lignoselulosa (ADF). Fraksi ADF dibagi menjadi fraksi selulosa dan lignin. Kandungan Acid Detergen Fiber (ADF) hijauan pakan erat hubungannya dengan manfaat bahan makanan bagi ternak. 8

22 Bila kadar bahan makanan tinggi terutama lignin, maka koefisien cerna bahan makanan itu rendah. Arora (1989) menyatakan bahwa ADF terdiri dari lignin, selulosa, silika, substansi nitrogen terikat dan pektin. Kandungan serat kasar yang tinggi dalam suatu ransum umumnya kurang menunjang produksi ternak karena konsumsi ransum yang rendah. Hal ini disebabkan kandungan serat kasar dalam pakan yang tinggi akan menghambat gerak laju digesta di dalam alat pencernaan (Winugroho et al., 1983). Selain itu Tillman et al. (1989) melaporkan bahwa setiap pertambahan 1% serat kasar dalam tanaman menyebabkan penurunan daya cerna bahan organiknya sekitar 0,7-1,0 unit pada ruminansia. Menurut Sutardi (1980), serat kasar diduga kaya akan lignin dan selulosa sehingga sulit dicerna. Sebaliknya, Beta-N diharapkan banyak mengandung gula dan pati yang mudah dicerna. Akan tetapi tidak semua serat kasar sulit dicerna karena sebagian selulosa terdapat juga dalam fraksi Beta-N. Sebagian besar lignin terdapat dalam Beta-N, padahal lignin tidak dapat dicerna. Kasus ini sering terjadi pada hijauan makanan ternak seperti rumput, leguminosa dan jerami oat. Hewan tidak menghasilkan enzim untuk mencerna selulosa dan hemiselulosa. Akan tetapi mikroorganisme dalam suatu saluran pencernaan menghasilkan selulase dan hemiselulase yang dapat mencerna selulosa dan hemiselulosa dan juga dapat mencerna pati dan kabohidrat yang larut dalam air menjadi asam-asam asetat, propionat dan butirat sebagai non spesifik energi. Namun lignin tidak dapat dicerna baik oleh ruminansia maupun mikroorganisme (Tillman et al., 1989). Dalam saluran pencernaan, fungsi hemiselulosa dan selulosa tidak spesifik, tetapi penting dalam meningkatkan gerak peristaltik pada pencernaan hewan golongan non ruminansia, sebagai sumber energi bagi mikroorganisme dalam lambung dan sebagai bahan pengisi lambung. Golongan lignin tidak memiliki hasil akhir dari proses pencernaan dan keberadaannya dapat menghambat proses pencernaan pada ternak (Tillman et al., 1989). Selulosa Selulosa merupakan salah satu bahan organik yang terdapat dalam jumlah banyak di alam dan merupakan sumber energi yang sangat potensial bagi ruminansia (Arora, 1989). Selulosa juga membentuk dinding sel tanaman. Selulosa dapat berasal 9

23 antara lain dari kayu, rumput-rumputan, alang-alang, bambu, rami serta sisa-sisa perkebunan seperti bagas tebu dan padi-padian (Irawadi, 1990). Selulosa adalah polimer dari β-d-glukosa dan gugus atas dan bawahnya dihubungkan dengan CH 2 OH (Zamora, 2005). Selulosa murni adalah homoglycan dari bobot molekul yang tinggi dengan unit berikutnya berbentuk selobiosa. Pada tanaman, ikatan selulosa dibentuk dengan cara yang tersusun untuk memproduksi kumpulan padat (mikrofibril) yang disatukan bersamaan baik oleh ikatan molekul hidrogen inter maupun intra (McDonald et al., 2002). Menurut Harjo et al. (1989), secara alamiah molekul selulosa tersusun dalam bentuk fibril yang terdiri dari beberapa molekul selulosa paralel yang dihubungkan oleh ikatan hydrogen. Fibrilfibril tersebut akan membentuk kristal dan struktur tersebut dibungkus oleh lignin yang berperan melindungi selulosa terhadap serangan enzim pemecah selulosa. Struktur selulosa ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1. Struktur Selulosa (Zamora, 2005) Tillman et al. (1989) menjelaskan bahwa selulosa dicerna dalam tubuh ternak dalam saluran pencernaan oleh selulase menghasilkan selobiosa yang kemudian dihidrolisis lebih lanjut oleh enzim selobiase untuk menghasilkan glukosa. Enzim selulase tidak dihasilkan oleh jaringan hewan. Selulase merupakan golongan enzim yang mampu memutuskan ikatan β-1,4 pada substrat selulosa dan turunannya (selodekstrin, selobiosa dan lain-lain). Hasil akhir pencernaan oleh jasad renik terhadap selulosa adalah VFA yang terdiri dari campuran asam asetat, asam propionat dan asam butirat. Selain itu juga dihasilkan gas metan dan CO 2. Menurut Irawadi (1990), struktur selulosa sebagai polimer karbohidrat atau polisakarida tersusun dari anhidroglukopiranosa yang memiliki rumus C 6 H 10 O 5. Selulosa diikat oleh β-1,4-glukosida alam, membentuk rantai polimer linier glukan dengan struktur rantai yang seragam. Ikatan β-1,4 glikosida pada selulosa merupakan ikatan penghubung antar unit D-glukosa (Lehninger, 1982). Ikatan penghubung ini 10

24 dapat dipecah menjadi monomer-monomer glukosa melalui jalur hidrolisa asam dan hidrolisa enzimatis atau biologis (Harjo et al., 1989). Harjo et al. (1989) menambahkan bahwa meskipun ikatan glikosidik beta1,4 pada serat selulosa dapat dipecah menjadi monomer-monomer glukosa dengan cara hidrolisa asam atau hidrolisa enzimatis, akan tetapi pemecahannya tidak secepat pati atau gula. Selulosa memiliki kecernaan yang rendah disebabkan adanya komponen yang biasa berikatan dengan selulosa, yaitu lignin. Hidrolisis selulosa akan menghasilkan tiga jenis monosakarida yaitu xylan dan arabinosa dalam jumlah yang lebih banyak dan glukosa dalam jumlah yang lebih sedikit. Faktor yang membatasi kecernaan dinding sel tanaman dapat disebabkan oleh efek kimia dan fisik. Efek kimia yang membatasi kecernaan dinding sel adalah adanya hubungan lignin-karbohidrat dan asetilasi hemiselulosa. Sedangkan efek fisik yang membatasi kecernaan dinding sel oleh karena adanya pembungkus mikrofibril selulosa dalam suatu matriks hidrofobik yang terikat secara kovalen baik pada selulosa maupun hemiselulosa. Hubungan lignin-karbohidrat lebih berperan dalam mencegah hidrolisis polimer selulosa (Sa id, 1994). Hemiselulosa Irawadi (1991) menjelaskan bahwa hemiselulosa merupakan polimer dari monomer glukosa (gula-gula anhidro) penyusun yang dapat dikelompokkan kepada heksosa, pentosa, asam heksuronat, dan dioksi heksosa. Rantai utama hemiselulosa terdiri hanya satu macam monomer saja, atau dua atau lebih monomer (heteropolimer). Hemiselulosa terutama terdapat pada limbah hasil pertanian yang umumnya banyak mengandung ikatan hetero-1,4-d-mannan atau pada gramineae (rumput atau biji-bijian) yang banyak mengandung komponen heteroxilan. Suparjo et al. (2008 a ) menyatakan bahwa jumlah hemiselulosa biasanya antara 15 dan 30 % dari berat kering bahan lignoselulosa. Struktur hemiselulosa terdiri atas unit D-glukosa, D-galaktosa, D-manosa, D- xylosa dan L-arabinosa yang terbentuk bersamaan dalam kombinasi dan ikatan glikosidik yang bermacam-macam (Gambar 2). Selain itu juga diduga mengandung asam uronic (McDonald et al., 2002). Menurut Tillman et al. (1989), hemiselulosa terdiri dari dua sampai tujuh residu gula yang berbeda. Jenis hemiselulosa selalu dipilih berdasarkan residu gula yang ada. Golongan hemiselulosa dapat dibagi 11

25 menjadi dua tipe : [1] xilan dan gluko- dan galaktogluko-mannan dan [2] tipe gluko- dan galaktogluko- mannan dan tipe tanaman rumput mengandung rantai pokok unit xilan dengan rantai cabang unit asam metil- galaktosa. Gambar 2. Struktur Hemiselulosa (Carpita dan McCann, 2000) Tillman et al. (1989) menyatakan bahwa hemiselulosa yang terhidrolisis akan menghasilkan heksosa, pentosa dan asam uronat. Hemiselulosa dihidrolisa oleh jasad renik (mikroba) dalam saluran pencernaan dengan enzim hemiselulase dan akhir fermentasinya adalah VFA. Gong (1981) dalam Sa id (1994) juga menyatakan bahwa hidrolisis hemiselulosa akan menghasilkan tiga jenis monosakarida yaitu xylan dan arabinosa dalam jumlah yang lebih banyak dan glukosa dalam jumlah yang lebih sedikit. Produk ini selanjutnya dapat difermentasi oleh beberapa macam mikroorganisme yang mampu menggunakan gula pentosa sebagai subtratnya. Produk biokonversi hemiselulosa antara lain metana, asam organik, alkohol dan lain-lain. Lignin Lignin ditemukan di setiap jaringan tumbuhan, umumnya diantara sel dengan sel tetapi dapat juga ditemukan di luar sel dan pada dinding sel. Pada tanaman, lignin berfungsi menebalkan dinding sel dan menjaga agar tanaman tidak mudah tumbang, serta mengatur aliran cairan. Selain itu juga memungkinkan pohon (tanaman) untuk tumbuh tinggi (McCrady, 1991). Irawadi (1990) menyatakan bahwa lignin merupakan senyawa polimer yang berikatan dengan selulosa dan hemiselulosa pada jaringan tanaman, dan tersusun atas kompleks polimer hidrokarbon dengan komponen senyawa alifatik dan aromatik (Gambar 3). Menurut Enari (1983), lignin merupakan lapisan protektif pada struktur 12

26 selulosa-hemiselulosa dan jaringan tanaman selama pertumbuhan. Lignin ini menjadi penghalang hidrolisis selulosa, karena lignin berperan sebagai pelindung selulosa terhadap serangan enzim pemecah selulosa. Lignin bukan karbohidrat, tetapi digolongkan sebagai kelompok penyusun tanaman, berpengaruh terhadap dinding sel secara kimia dan biologi, dan kekuatan tanaman. Selain itu lignin merupakan polimer murni dari tiga derivat fenilpropana: cumaryl alcohol, coniferol alcohol dan sinapyl alcohol. Molekulnya terbentuk dari beberapa unit phenylpropanoid yang tergabung dalam struktur cross-linked kompleks (McDonald et al., 2002). Gambar 3. Struktur Lignin (Lora, 2006) Lignin sangat tahan terhadap setiap degradasi kimia, termasuk degradasi enzimatik. Kadar lignin bertambah dengan bertambahnya umur tanaman sehingga menyebabkan daya cerna yang makin rendah dengan bertambahnya lignifikasi. (Tillman et al., 1989). Selain itu menurut Liyama (2000), selama masa pemasakan tanaman, kadar lignin akan bertambah secara berangsur-angsur dan kecernaan dinding sel secara cepat akan menurun. Penurunan kecernaan dinding sel ditentukan oleh deposisi lignin. Menurut Arora (1989), lignin dapat mempengaruhi proses pencernaan hanya jika berada dalam dinding sel. Adapun proses lignin mengurangi kecernaan kabohidrat melalui pembentukan ikatan hidrogen pada sisi kritis sehingga membatasi aktivitas selulase. 13

27 Rayap Menurut Sigit et al. (2006) rayap merupakan serangga sosial dan terdapat pembagian pekerjaan diantara kastanya. Makanan utama rayap adalah kayu atau bahan yang terdiri atas selulosa. Rayap mampu memakan selulosa dan melumatkan serta menyerapnya sehingga sebagian besar ekskremen hanya tinggal lignin saja (Tarumingkeng, 2001). Faktor-faktor yang mempengaruhi konsumsi rayap adalah keadaan lingkungan, ukuran badan dan besar-kecilnya koloni (Sigit et al., 2006). Rayap-rayap bersarang dalam tanah terutama dekat pada bahan organik yang mengandung selulosa seperti kayu, serasah dan humus. Jenis rayap tanah tersebut adalah rayap Termitidae yang paling umum menyerang bangunan dan objek-objek berjarak sampai 200 m dari sarangnya yaitu dengan bantuan enzim yang dikeluarkan dari mulutnya. Rayap Termitidae tidak memiliki protozoa. Bagi rayap ini bakteri mempunyai peranan yang dominan dan bahkan pada beberapa jenis rayap seperti Macrotermes, Odontotermes dan Microtermes memerlukan bantuan jamur perombak kayu yang dipelihara di kebun jamur dalam sarangnya (Tarumingkeng, 2001). Rayap juga memakan struktur kayu dalam bangunan sehingga dapat menimbulkan dampak yang negatif. Namun sebenarnya di alam rayap menciptakan sumbangan positif terhadap ekosistem bumi. Sumbangan rayap yang paling besar adalah dalam mendaur ulang kayu dan bahan tanaman. Selain itu rayap juga membuat lorong-lorong di dalam tanah sehingga tanah menjadi gembur dan poros yang cukup baik untuk pertumbuhan tanaman (Sigit et al., 2006). Hal tersebut juga didukung oleh Tarumingkeng (2001) yang menyatakan bahwa berdasarkan bahan yang digunakan dalam makanannya yaitu selulosa, maka dapat dikatakan rayap termasuk golongan perombak bahan mati yang sebenarnya sangat bermanfaat bagi kelangsungan kehidupan dalam ekosistem manusia. Semua rayap memakan kayu yang mengandung selulosa, tetapi perilaku makan (feeding behaviour) jenis-jenis rayap bermacam-macam. Rayap juga dikenal sebagai micoruminan karena mikroba yang terdapat dalam saluran pencernaan antara mikroba usus rayap dan mikroba rumen memiliki kesamaan dalam mendegradasi selulosa (Adawiah, 2000). 14

28 Pencernaan Rayap Tidak berbeda jauh dengan sapi, rayap juga memiliki organ pencernaan yang pada setiap tahap-tahapnya terdapat sekumpulan mikroba. Mikroba-mikroba tersebut mempunyai tugas masing-masing, sesuai dengan tahapannya untuk mengubah polimer kayu menjadi gula (Syukri, 2007). Sigit et al. (2006) menyatakan bahwa rayap mempunyai mikroorganisme di dalam ususnya yang dapat mengubah selulosa menjadi bahan-bahan lain yang dapat dicerna oleh tubuh rayap. Selanjutnya Lehninger (1982) menjelaskan bahwa rayap mudah mencerna selulosa karena di ususnya memiliki organisme parasit Trichonympha yang menghasilkan selulase, yaitu enzim penghidrolisa selulosa yang menyebabkan rayap mampu mencerna kayu. Seperti pada rumen ruminansia, keberadaan mikroorganisme di dalam usus rayap merupakan suatu bentuk interaksi yang menguntungkan (simbiosis mutualisme). Rayap memberikan perlindungan berupa tempat yang anaerob dan makanan bagi mikroorganisme. Di lain pihak mikroorganisme menyumbang enzim selulase untuk pencernaan rayap. Namun masing-masing mikroorganisme mempunyai peran yang berbeda dalam mencerna selulosa tergantung kepada kelas rayap, dimana mikroorganisme tersebut berdiam. Pada rayap kelas tinggi bakteri menjadi mikroba dominan dalam mencerna pakan (Breznak, 1982). Selain mikroba rumen, mikroorganisme di dalam saluran pencernaan rayap juga diketahui mempunyai aktivitas selulolitik yang berbeda kemampuannya dibandingkan mikroba rumen. Produk fermentasi yang dihasilkan oleh mikroba dalam saluran pencernaan rayap berupa VFA terutama asetat, propionat, iso butirat dan iso valerat (Adawiah, 2000). Terdapat kesamaan aktivitas dalam proses makan antara rayap dan ruminansia, yaitu [1] dapat memanfaatkan sumber pakan berupa selulosa, [2] terdapat mikroorganisme pendegradasi serat kasar dalam saluran pencernaannya, [3] produk fermentasi yang dihasilkan dari proses pencernaan pakan dan [4] kondisi dalam alat pencernaan yaitu rumen dalam ruminansia dan usus belakang dalam rayap adalah anaerob. Selain itu juga terdapat perbedaan aktivitas pencernaan makanan antara ruminansia dan rayap, yaitu dalam rumen lebih didominasi oleh bakteri, sedangkan dalam rayap lebih didominasi oleh protozoa. Pada rayap, produk fermentasinya tidak selengkap pada ruminansia (Oldeson dan Breznak, 1983). 15

29 Kemampuan Bakteri Rayap dalam Mendegradasikan Pakan Berserat Bakteri simbion rayap yang digunakan pada penelitian ini merupakan hasil pemurnian dari penelitian-penelitian sebelumnya. Setianegoro (2004) menyatakan bahwa bakteri simbion rayap Macrotermes gilvus Hagen, Coptotermes curvignathus Holmgren dan Microtermes inspiratus Kemner serta gabungan ketiganya mempunyai kemampuan dalam mencerna pakan berserat seperti jerami padi, serat sawit dan rumput gajah. Akan tetapi kemampuannya masih lebih rendah bila dibandingkan dengan sumber inokulum yang berasal mikroba cairan rumen dalam tingkat fermentasi dan kecernaan pakan berserat. Penelitian selanjutnya dilakukan oleh Widyastuti (2005) menghasilkan 28 isolat bakteri rayap maupun rumen dan dari penelitian selanjutnya yang masih dilakukan oleh Widyastuti (2005) didapatkan 13 isolat murni bakteri rayap dan rumen yang mempunyai kemampuan selulolitik tertinggi. Sulistiani (2005) mendapatkan lima isolat terbaik untuk diteliti lagi kemampuannya dalam fermentabilitas dan kecernaan pakan berserat. Sedangkan penelitian lanjutan yang dilakukan oleh Pradana (2006) dan Solihat (2006) menunjukkan bahwa bakteri simbion rayap dapat hidup dalam suhu rumen yaitu 39 0 C dan mendapatkan isolat terbaik yaitu isolat A (SB 53 5(3)1), D (SC 51 5 (2)) dan C (SB 53 1(3)2) karena memiliki daya cerna yang tinggi. Sopandi (2007) mengkaji kemampuan ketiga isolat bakteri tersebut bila ditumbuhkan secara kombinasi dan didapat hasil dua isolat bakteri simbion rayap yang terbaik yaitu isolat A (SB 53 5(3)1) yang berasal dari rayap Coptotermes curvignathus Holmgren dan isolat D (SC 51 5 (2)) yang berasal dari rayap Microtermes inspiratus Kemner. Proses Pencernaan Ruminansia Lambung ruminansia terdiri atas 4 bagian, yaitu rumen, retikulum, omasum, dan abomasum dengan ukuran yang bervariasi sesuai dengan umur dan makanan alamiahnya. Kapasitas rumen 80%, retikulum 5%, omasum 7-8%, dan abomasum 7-8%. Pembagian ini terlihat pada saat otot sfinkter berkontraksi (Netfarm Fapet Unpad, 2007). Sutardi (1980) menyatakan bahwa proses pencernaan pada ternak ruminansia terjadi secara mekanis (di dalam mulut), secara fermentatif (oleh enzim-enzim yang berasal dari mikroba rumen) dan secara hidrolisis (oleh enzim-enzim pencernaan hewan induk semang). Posisi proses pencernaan fermentatif bervariasi antar jenis 16

30 ternak. Posisi tersebut akan menentukan karakteristik pakan yang sesuai untuk jenis ternak bersangkutan. Sutardi (1988) menjelaskan proses pencernaan pada ternak ruminansia yaitu makanan yang masuk ke mulut ruminansia akan mengalami proses pengunyahan secara mekanis. Dalam proses ini makanan akan bercampur dengan saliva, lalu masuk ke dalam rumen melalui esophagus untuk selanjutnya mengalami proses pencernaan fermentatif. Di dalam rumen pakan tersebut akan dicerna oleh enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Selama di dalam rumen makanan yang kasar akan dikembalikan ke mulut dalam bentuk bolus dan dipecah lagi di mulut melalui proses memamahbiak (ruminasi). Produk ruminasi selanjutnya ditelan kembali dan masuk ke dalam retikulum, omasum dan abomasum. Pakan yang masuk ke dalam abomasum akan dicerna oleh enzim pepsin dan dilanjutkan dengan pencernaan secara hidrolitik di usus halus. Produk fermentasi di rumen akan diserap melalui dinding rumen, sedangkan produk pencernaan hidrolitik diserap melalui dinding usus halus. Zat yang diserap selanjutnya akan masuk ke dalam sistem peredaran darah Jumlah bakteri rumen sebesar /ml isi rumen (McDonald et al., 2002). Selain bakteri, di dalam rumen juga terdapat protozoa. Bakteri dan protozoa akan merombak zat makanan secara fermentatif sehingga menjadi senyawa lain yang berbeda dari molekul zat makanan asalnya. Misalnya, protein dirombak menjadi NH 3 dan VFA, sedangkan karbohidrat dirombak menjadi VFA (Sutardi, 1980). Proses fermentasi karbohidrat di dalam rumen ditampilkan dalam Gambar 4 dan proses degradasi protein ditunjukkan dalam Gambar 5. Selain itu, Arora (1989) juga menyatakan bahwa di dalam rumen spesiesspesies bakteri dan protozoa yang berbeda saling berinteraksi melalui hubungan simbiosa dan menghasilkan produk-produk yang khas seperti selulosa, hemiselulosa dan pati melalui pencernaan polimer tumbuhan. Selulosa, hemiselulosa dan pektin yang merupakan golongan karbohidrat struktural berupa serat dan kabohidrat sederhana yang fermentabel (gula dan pati) dapat dicerna dengan baik, sedangkan lignin tidak dapat dicerna sama sekali. 17

31 Selulosa Pati Selubiosa Maltosa Isomaltosa Pektin Glukosa-1-phosphat Asam Uronat Glukosa-6-phosphat Glukosa Sukrosa Hemiselulosa Pentosa Fruktosa-6-phosphat Fruktosa Fruktan Pentosan Fruktosa-1,6-diphosphat Asam Piruvat Format Asetil CoA Laktat Oksaloasetat Metilmalonil CoA CO 2 H 2 Malonil CoA Asetoasetil CoA Laktil CoA Malat Metan Asetil phosphat ß-Hidroksibutiril CoA Akrilil CoA Fumarat Krotonil CoA Butiril CoA Propionil CoA Suksinat Suksinil CoA Asetat Butirat Propionat Gambar 4. Proses Metabolisme Karbohidrat di dalam Rumen Ternak Ruminansia (McDonald et al., 2002) 18

32 Pakan Protein Non-protein N Kelenjar Saliva Sulit Didegradasi Mudah Didegradasi Enzim protease Non-protein N Peptida Enzim peptidase Deaminasi Asam Amino Amonia Rumen Protein Mikroba NH 3 Hati urea Ginjal Dicerna di Usus Halus Diekskresikan (urine) Gambar 5. Proses Metabolisme Protein di dalam Rumen Ternak Ruminansia (McDonald et al., 2002) Proses pencernaan fermentatif dalam retikulo rumen terjadi amat intensif dan dalam kapasitas yang besar. Proses pencernaan tersebut terletak sebelum usus halus (organ penyerapan utama). Hal tersebut sangat menguntungkan, karena pakan dapat diubah dan tersajikan dalam bentuk produk fermentasi yang mudah diserap dan ternak ruminansia menjadi mampu memanfaatkan pakan serat dalam jumlah yang banyak dan lebih efisien (Erwanto, 1995). 19