POTENSI DAUN MURBEI DALAM MENINGKATKAN NILAI GUNA JERAMI PADI SEBAGAI PAKAN SAPI POTONG SYAHRIANI SYAHRIR SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Potensi Daun Murbei dalam Meningkatkan Nilai Guna Jerami Padi sebagai Pakan Sapi Potong adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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 disertasi ini. Bogor, Agustus 2009 Syahriani Syahrir NRP D061060011
ABSTRACT The Potency of Mulberry Leave in Increasing the Nutritive Value of Rice Straw as Beef Cattle Feed S. Syahrir, K. G. Wiryawan, A. Parakkasi and M. Winugroho Mulberry leave have a great potential as animal feed because of its high nutrient content. It also has deoxynojirimycin (DNJ) compound, that potential to increase fermentability of fibrous feed in ruminal systems. The aim of the experiments were to investigate: the role of mulberry leave extract (MLE) containing DNJ in inhibiting the hydrolysis of non structural carbohydrates in the rumen; the effect of fermented MLE utilization in mice feed as animal model for the post ruminal system and to investigate the potency of mulberry leave as concentrate substitution in the beef cattle feeding. The first experiment used rumen crude enzymes and in vitro fermentation studies of MLE to investigate the inhibition of non structural carbohydrates hydrolysis in the rumen; the second experiment used mice as animal model with six treatments: P0 (semi purified diet) as a control, P1(P0+fermented rumen liquid without MLE), P2 (P1+MLE containing 0,03% DNJ), P3 (P1+ fermented MLE containing 0,03% DNJ), P4 (P1+MLE containing 0,06% DNJ), P5 (P1+ fermented MLE containing 0,06% DNJ) and the third trial using ongole crossbreed cattle with three treatments i.e., P1 (rice straw 50% + concentrate 50%), P2 (rice straw 50% + concentrate 25% + mulberry leave 25%), P3 (rice straw 50% + mulberry leave 50%). The results of the experiment showed that MLE could inhibit the hydrolysis of non structural carbohydrates in the rumen, especially maltose. The DNJ compound of MLE could also improve fermentability in the rumen. MLE significantly (P<0,05) reduced daily body weight, consumption, feed digestibility and blood glucose of mice, but fermented MLE with rumen liquor reduced its negative effect to the variables measured. Ongole cattle fed P2 ration showed the best performance and nutrient degradation. It is concluded that DNJ are partially degraded in the rumen, and it still has negative effect to the post ruminal system but mulberry leave are able to substitute the concentrate and increasing fermentability of fibrous feed in beef cattle. Key words: Mulberry leave, non-structural carbohydrates, rice straw, ruminal fermentation
RINGKASAN SYAHRIANI SYAHRIR. D061060011. Potensi Daun Murbei dalam Meningkatkan Nilai Guna Jerami Padi Sebagai Pakan Sapi Potong. Dibimbing oleh: Prof. Dr. Ir. Komang G. Wiryawan, Prof. Dr. H. Aminuddin Parakkasi, M.Sc., dan Prof. Dr. Ir. H. M. Winugroho, M.Sc., APU. Peningkatan fermentabilitas bahan pakan dilakukan dengan menyediakan karbohidrat non struktural atau readily available carbohydrates (RAC) dan nitrogen secara seimbang dan berkesinambungan dalam sistem rumen. Penyediaan RAC umumnya dilakukan dengan pemberian konsentrat. Namun, konsentrat yang tinggi dapat mengakibatkan dominasi bakteri homofermentatif asam laktat. Karena itu, penyediaan RAC yang berkesinambungan dalam sistem rumen dengan mekanisme lepas lambat juga dibutuhkan. Daun murbei mengandung senyawa aktif 1-deoxynojirimycin yang diduga dapat menghambat hidrolisis karbohidrat non struktural, sehingga diharapkan dapat menyediakan karbohidrat non struktural secara seimbang dan berkesinambungan dalam sistem rumen, dan berdampak meningkatkan fermentabilitas pakan berserat tinggi seperti jerami padi. Serangkaian penelitian telah dilakukan, dimulai dari penelitian pendahuluan yang bertujuan untuk mengkaji potensi tanaman murbei sebagai bahan pakan. Pada tahap ini diperoleh data potensi tanaman murbei, meliputi komposisi nutrien makro, kandungan senyawa anti nutrisi dan fitokimia. Rataan kadar protein kasar daun murbei sebesar 20.80%, hampir sama dengan rataan kadar protein kasar daun murbei yang dianalisis dari 119 varietas yakni sebesar 20.43%. Hasil analisis tersebut mengindikasikan kualitas protein daun murbei yang sangat baik. Lignin dan silika daun murbei masing-masing sebesar 3.18% dan 0.06%, kadar yang masih relatif rendah, sehingga komponen dinding sel tersebut tidak mengurangi kualitas daun murbei. Guna mengkaji jenis karbohidrat yang dilepas secara lambat dalam sistem rumen akibat penambahan ekstrak daun murbei yang mengandung senyawa 1- deoxynojirimycin, dilakukan uji aktivitas enzim cairan rumen dan uji daya lepas iii
lambat beberapa macam karbohidrat. Uji aktivitas enzim menggunakan enzim kasar yang dikoleksi dari cairan rumen sapi potong yang diperoleh dari RPH, sedangkan uji daya lepas lambat beberapa macam karbohidrat dengan kehadiran EDM yang mengandung senyawa DNJ dilakukan dengan fermentasi in vitro. Penambahan ekstrak daun murbei (EDM) pada media dengan substrat berupa maltosa mengakibatkan penghambatan aktivitas enzim maltase. Hal ini ditandai dengan konsentrasi gula reduksi yang dihasilkan pada inkubasi sampai 20 menit, sangat sedikit terdeteksi pada medium yang ditambahkan EDM, dibandingkan dengan tanpa penambahan EDM. Dinamika konsentrasi VFA yang dihasilkan dari percobaan in vitro juga menggambarkan adanya perbaikan proses fermentasi dalam media rumen dengan penambahan EDM yang mengandung senyawa DNJ. Hasil percobaan ini mengindikasikan kemampuan ekstrak daun murbei yang mengandung senyawa DNJ untuk menghambat hidrolisis karbohidrat non struktural, khususnya maltosa dalam sistem rumen. Kemampuan ini akan menjaga kesinambungan penyediaan RAC, sehingga mikroba-mikroba penghasil enzim pencerna karbohidrat struktural dapat berkembang optimal. Percobaan penggunaan daun murbei dalam ransum berbahan dasar jerami padi guna meningkatkan efektivitas fermentasi dalam rumen in vitro juga dilakukan. Seluruh peubah yang diamati mengindikasikan adanya perbaikan efektivitas fermentasi akibat kehadiran murbei dalam ransum. Nilai ph yang cenderung semakin rendah, produksi gas yang semakin tinggi, konsentrasi amonia yang semakin rendah pada tingkat penggunaan murbei sebesar 75% menggantikan konsentrat, konsentrasi VFA tertinggi yang juga diperoleh serta degradasi bahan kering dan bahan organik pakan tertinggi menggambarkan potensi murbei yang baik untuk digunakan sebagai pakan ternak ruminansia, terutama bila ransum yang disusun terdiri atas jerami padi sebagai pakan dasar sumber serat. Oleh karena itu, penambahan senyawa 1-DNJ dalam bentuk pemberian tepung maupun ekstrak daun murbei dapat meningkatkan fermentabilitas pakan berbasis jerami padi. Pengaruh asupan ekstrak daun murbei yang mengandung senyawa DNJ ke sistem pasca rumen dapat berdampak negatif terhadap produktivitas ternak ruminansia. Mencit (Mus musculus) jantan sebagai model hewan percobaan pasca iv
rumen. Hasil percobaan ini menginformasikan bahwa proses fermentasi pada sistem rumen in vitro terhadap EDM dapat mengurangi aktivitas senyawa tersebut pada sistem pencernaan dan metabolisme mencit. Hal ini sejalan dengan respon PBB, dimana masih diperoleh pertambahan bobot badan mencit yang mendapat EDM fermentasi. Guna mengkaji substitusi konsentrat dengan tepung daun murbei bila dikombinasikan dengan jerami padi sebagai pakan sapi potong, dilakukan percobaan in vivo, menggunakan 12 ekor sapi PO. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap dengan 3 perlakuan dan 4 kali ulangan. Perlakuan disusun sebagai berikut: P0 = 50% jerami padi + konsentrat; P1 = 50% jerami padi + 25% konsentrat + 25% murbei dan P2 = 50% jerami + murbei. Hasil penelitian ini menginformasikan bahwa substitusi 50% konsentrat dengan daun murbei dalam ransum berbasis jerami padi dapat meningkatkan performa sapi potong. Seluruh rangkaian penelitian ini menghasilkan simpulan sebagai berikut: daun murbei berpotensi menggantikan konsentrat pakan karena mengandung nutrien yang baik serta kandungan anti nutrisi yang sangat kecil, ekstrak daun murbei yang mengandung senyawa 1-deoxynojirimycin dapat menjadi agen mekanisme lepas lambat karbohidrat non struktural dalam sistem rumen, khususnya maltosa. Fermentasi ekstrak daun murbei dapat mengurangi dampak negatif senyawa 1-deoxynojirimycin dalam sistem pasca rumen dan substitusi 50% konsentrat dengan murbei dalam pakan dengan jerami padi sebagai pakan sumber serat dapat meningkatkan produktivitas ternak ruminansia. v
Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1 Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber: a Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar Instititut Pertanian Bogor 2 Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
POTENSI DAUN MURBEI DALAM MENINGKATKAN NILAI GUNA JERAMI PADI SEBAGAI PAKAN SAPI POTONG SYAHRIANI SYAHRIR Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Penguji pada Ujian Tertutup : 1. Prof. Dr. Ir. Toto Toharmat, M.Agr.Sc. 2. Dr. Ir. Dwierra Evvyernie, M.S., M.Sc. Penguji pada Ujian Terbuka : 1. Prof. Dr. Ir. Zaenal Bachruddin, M.Sc. 2. Dr. Ir. Dewi Apri Astuti, MS
Judul Disertasi Nama NIM : Potensi Daun Murbei dalam Meningkatkan Nilai Guna Jerami Padi sebagai Pakan Sapi Potong : Syahriani Syahrir : D061060011 Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Komang Gede Wiryawan Ketua Prof. Dr.Ir.H.M.Winugroho, M.Sc.APU Prof.Dr.drh.H.Aminuddin Parakkasi, M.Sc. Anggota Anggota Diketahui Ketua Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Idat G. Permana, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal lulus : 6 Agustus 2009 Tanggal lulus:
PRAKATA Bismillahirrohmaanirrohiim. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-nya sehingga Disertasi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni 2007 ini ialah Potensi Daun Murbei dalam Meningkatkan Nilai Guna Jerami Padi sebagai Pakan Sapi Potong. Terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Komang G. Wiryawan, Prof. Dr. H. Aminuddin Parakkasi, M.Sc. dan Prof. Dr. Ir. H. M. Winugroho, M.Sc., APU selaku komisi pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberikan arahan serta bimbingan kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian hingga penyusunan disertasi ini. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dirjen DIKTI beserta jajarannya, Rektor UNHAS beserta jajarannya, Rektor IPB beserta jajarannya, Badan Litbang Pertanian melalui proyek KKP3T tahun 2007 dan 2008, serta seluruh instansi yang telah memberi kesempatan dan bantuan kepada saya, mulai dari masa kuliah sampai selesainya disertasi ini. Kepada yang mulia ayahanda dan ibunda, yang tercinta kakak-kakak dan adikadik, serta seluruh keluarga besar saya, saya haturkan terima kasih yang tulus atas kasih sayang, teladan, dukungan dan semangat yang senantiasa saya rasakan dan menjadi pemicu bagi saya untuk terus berkarya. Khusus, kepada suami tercinta, Abdul Halim, SH, terimakasih atas pengertian, kesabaran serta dukungan yang tanpa henti-hentinya, serta cinta kasih yang senantiasa penulis rasakan. Teriring do a buat putra putri kami tersayang, semoga damai disisi-nya, amiin. Kepada teman-teman di Puri Hapsara dan Pondok Gardena serta rekan mahasiswa pascasarjana PTK yang tidak dapat ditulis satu persatu, terima kasih atas kebersamaan kita yang manis. Terima kasih juga buat Sari, Witra, Lina, Akbar, Deliana dan Zul serta banyak lagi yang tak dapat disebutkan... Keterbatasan kemampuan penulis menjadikan disertasi ini terbuka dari saran dan kritik membangun. Semoga tulisan ini bermanfaat. Akhir kata semoga harapan untuk hanya mencari ridho Allah SWT dapat tercapai, amiiiin. Billahittaufik wal hidayah, Wassalam. Bogor, Agsutus 2009 Syahriani Syahrir
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Cakke Enrekang pada tanggal 12 November 1965 dari ayahanda BM Syahrir dan ibunda Sibu. Penulis merupakan putri keempat dari delapan bersaudara. Tamat sekolah dasar pada tahun 1977 dari SDN Belopa, sekolah menengah pertama tahun 1981 dari SMPN Belopa dan sekolah menengah atas tahun 1984 dari SMAN Belopa, Kabupaten Luwu, Sulawesi Selatan. Tahun 1984 penulis melanjutkan pendidikan tingkat sarjana di Institut Pertanian Bogor dan lulus pada tahun 1989. Pendidikan master penulis mulai di Sekolah Pascasarjana IPB pada tahun 1995 dan lulus pada tahun 1998. Selanjutnya, pada tahun 2006, penulis kembali melanjutkan pendidikan program doktor juga di Institut Pertanian Bogor. Terkait dengan penyelesaian disertasi ini, penulis telah mempublikasikan dua tulisan ilmiah di jurnal terakreditasi Media Peternakan IPB dan Buletin Ilmu Peternakan dan Perikanan UNHAS, masing-masing berjudul: Efektivitas Daun Murbei sebagai Pengganti Konsentrat dalam Sistem Rumen in vitro dan Fermentabilitas Pakan Berserat dalam Rumen In Vitro yang Diberi Ekstrak Daun Murbei. Sejak tahun 1990, penulis menjadi staf pengajar pada Fakultas Peternakan Universitas Hasanuddin Makassar. Tahun 1992, penulis menikah dengan Abd. Halim, SH, dan telah dikaruniai putra-putri.
DAFTAR ISI Halaman ABSTRACT... ii RINGKASAN...... iii RIWAYAT HIDUP... xi PRAKATA... xii DAFTAR ISI...... xiii DAFTAR TABEL... xv DAFTAR GAMBAR... xvii DAFTAR LAMPIRAN... xix PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 3 Kegunaan... 3 Hipotesis... 4 TINJAUAN PUSTAKA... Potensi Jerami Padi Sebagai Pakan Ternak Ruminansia... 5 Tanaman Murbei dan Potensinya sebagai Bahan Pakan Ternak.. 7 Senyawa 1-Deoxynojirimycin Murbei... 13 Karakteristik Sistem Pencernaan Ruminansia... 14 Mikroba Rumen... 15 Pencernaan Karbohidrat dalam Rumen... 16 Mekanisme Lepas Lambat Karbohidrat Non Struktural dalam Sistem Rumen... 21 BAHAN DAN METODE...... 23 Kajian Potensi Tanaman Murbei... 24 Penelitian Tahap I : Uji Potensi Ekstrak Daun Murbei Sebagai Agen Lepas Lambat Karbohidrat Non Struktural dalam Sistem Rumen... 24 xiii
Percobaan 1: Daya Lepas Lambat Beberapa Jenis Karbohidrat oleh Enzim Rumen dan dalam Sistem Rumen... 24 Percobaan 2. Efektivitas EDM dan Daun Murbei dalam Sistem Rumen... 26 Uji Asupan Ekstrak Daun Murbei Pasca Rumen... 27 Penelitian Tahap II: Substitusi Konsentrat dengan Tepung Daun Murbei dalam Pakan Komplit yang Dikombinasikan dengan Jerami Padi... 28 Prosedur Pengukuran Peubah... 30 HASIL DAN PEMBAHASAN... 38 Penghambatan Aktivitas Enzim oleh EDM... 40 Daya Lepas Lambat Beberapa Jenis Karbohidrat dalam Sistem Rumen... 41 Efektivitas EDM dan Daun Murbei dalam Sistem Rumen in vitro... 49 Asupan Ekstrak Daun Murbei Pasca Rumen... 60 Substitusi Konsentrat dengan Murbei dalam Pakan Komplit Berbasis Jerami Padi... 63 SIMPULAN DAN SARAN... 79 Simpulan...... 79 Saran... 79 DAFTAR PUSTAKA... 80 LAMPIRAN... 88 xiv
DAFTAR TABEL Nomor Halaman 1 Komposisi nutrien jerami padi dan nilai parameter fermentatifnya... 6 2 Informasi teknis budidaya dan produksi tanaman murbei pada lahan petani ulat sutra di Kab. Enrekang Sulawesi Selatan... 9 3 Luas areal tanaman murbei (ha) di Indonesia... 11 4 Komposisi nutrien daun murbei... 12 5 Komposisi asam amino daun murbei... 12 6 Jenis karbohidrat yang umum terdapat dalam pakan ternak ruminansia... 17 7 Rataan konsentrasi karbohidrat dalam pakan ruminansia berdasarkan jenis bahan... 18 8 Susunan ransum percobaan in vivo... 29 9 Komposisi larutan penyangga... 31 10 Kandungan nutrien tepung daun murbei... 38 11 Kandungan senyawa fitokimia daun murbei... 39 12 Nilai rataan ph, N-NH 3, VFA total dan produksi gas secara in vitro pada perlakuan tingkat penggunaan murbei... 49 13 Nilai rataan ph, N-NH 3, VFA total dan produksi gas secara in vitro pada perlakuan penggunaan murbei ekstrak daun murbei 55 14 Rataan konsumsi, kecernaan, PBBH dan kadar glukosa darah mencit yang mendapat ransum dengan berbagai perlakuan ekstrak daun murbei... 60 15 Kondisi fisiologis rumen dan alantoin urine sapi yang mendapat ransum berbasis jerami padi dengan tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 64 16 Tingkat konsumsi dan kecernaan serta retensi N, NPU dan BV sapi yang mendapat ransum berbasis jerami padi dengan tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 68 xv
17 Tingkat kecernaan komponen serat ransum sapi yang mendapat ransum berbasis jerami padi dengan tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 70 18 Profil darah sapi yang mendapat ransum berbasis jerami padi dengan tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 73 19 Aspek ekonomis ransum penelitian yang mendapat ransum berbasis jerami padi dengan tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 75 xvi
DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman 1 Kebun murbei petani di kec. Anggeraja kab. Enrekang Sulsel.. 8 2 Struktur bangun senyawa 1-deoxynojirimycin... 14 3 Digram dissimilasi karbohidrat dalam rumen... 20 4 Skema manipulasi fermentasi karbohidrat dalam rumen... 22 5 Bagan alir tahapan penelitian... 23 6 Dinamika konsentrasi gula reduksi dengan substrat dan waktu fermentasi yang berbeda dan dengan atau tanpa penambahan ektrak daun murbei... 40 7 Dinamika kondisi ph cairan rumen dengan substrat dan waktu fermentasi yang berbeda dan dengan atau tanpa penambahan ektrak daun murbei... 42 8 Dinamika konsentrasi amonia cairan rumen dengan substrat dan waktu fermentasi yang berbeda dan dengan atau tanpa penambahan ektrak daun murbei... 44 9 Dinamika konsentrasi gula tereduksi cairan rumen dengan substrat dan waktu fermentasi yang berbeda dan dengan atau tanpa penambahan ektrak daun murbei... 46 10 Dinamika konsentrasi VFA cairan rumen dengan substrat dan waktu fermentasi yang berbeda dan dengan atau tanpa penambahan ektrak daun murbei... 48 11 Produksi gas selama 48 jam fermentasi ransum berbasis jerami padi yang mengandung tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 53 12 Degradasi bahan kering dan bahan organik ransum berbasis jerami padi yang mengandung tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 55 13 Produksi gas selama 48 jam fermentasi pada ransum perlakuan penggunaan tepung daun murbei dan ekstrak daun murbei... 58 14 Degradasi bahan kering dan bahan organik ransum perlakuan penggunaan daun murbei dan ekstrak daun murbei... 59 xvii
15 Deposisi nutrien pada sapi yang mendapat perlakuan ransum yang berbasis jerami padi dengan tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat... 76 xviii
DAFTAR LAMPIRAN Nomor Halaman 1 Hasil sidik ragam dan uji Duncan nilai ph pada uji kemampuan murbei mensubstitusi konsentrat... 89 2 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi amonia (mm) pada uji kemampuan murbei mensubstitusi konsentrat... 89 3 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi VFA total (mm) pada uji kemampuan murbei mensubstitusi konsentrat... 90 4 Hasil sidik ragam dan uji Duncan produksi gas (ml) pada uji kemampuan murbei mensubstitusi konsentrat... 90 5 Hasil sidik ragam dan uji Duncan degradasi bahan kering (%) pada uji kemampuan murbei mensubstitusi konsentrat... 91 6 Hasil sidik ragam dan uji Duncan degradasi bahan organik (%) pada uji kemampuan murbei mensubstitusi konsentrat... 91 7 Hasil sidik ragam dan uji Duncan nilai ph pada uji efektivitas senyawa DNJ dalam sistem rumen... 92 8 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi amonia (mm) pada uji efektivitas senyawa DNJ dalam sistem rumen... 92 9 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi VFA total (mm) pada uji efektivitas senyawa DNJ dalam sistem rumen... 93 10 Hasil sidik ragam dan uji Duncan produksi gas (ml) pada uji efektivitas senyawa DNJ dalam sistem rumen... 93 11 Hasil sidik ragam dan uji Duncan degradasi bahan kering (%) pada uji efektivitas senyawa DNJ dalam sistem rumen... 94 12 Hasil sidik ragam dan uji Duncan degradasi bahan organik (%) pada uji efektivitas senyawa DNJ dalam sistem rumen... 94 13 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsumsi bahan kering (g/h) mencit... 95 14 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kecernaan bahan kering (%) pakan mencit... 95 xix
15 Hasil sidik ragam dan uji Duncan PBBH (g/h) mencit... 16 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konversi pakan mencit... 97 17 Hasil sidik ragam dan uji Duncan glukosa (mg/dl) darah mencit... 98 18 Hasil sidik ragam dan uji Duncan ph rumen sapi percobaan... 98 19 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi amonia (mm) rumen sapi percobaan... 99 20 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi VFA total (mm) sapi percobaan... 99 21 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi asetat (mm) rumen sapi percobaan... 100 22 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi propionat (mm) rumen sapi percobaan... 101 23 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi i-butirat (mm) rumen sapi percobaan... 101 24 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi n-butirat (mm) rumen sapi percobaan... 102 25 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi i-valerat (mm) rumen sapi percobaan... 102 26 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi n-valerat (mm) rumen sapi percobaan... 103 27 Hasil sidik ragam dan uji Duncan PBBH (kg/h) sapi percobaan... 104 28 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsumsi BK (kg/h) sapi percobaan... 104 29 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konversi pakan sapi percobaan... 105 30 Hasil sidik ragam dan uji Duncan efisiensi pakan sapi percobaan... 105 31 Hasil sidik ragam dan uji Duncan IOFC (Rp) sapi percobaan... 106 96 xx
32 Hasil sidik ragam dan uji Duncan R-C Ratio sapi percobaan... 106 33 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kecernaan BK (%) sapi percobaan... 107 34 Hasil sidik ragam dan uji Duncan deposisi BK (kg/h) sapi percobaan... 108 35 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsumsi PK (kg/h) sapi percobaan... 108 36 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kecernaan PK (%) sapi percobaan... 109 37 Hasil sidik ragam dan uji Duncan deposisi PK (g/h) sapi percobaan... 109 38 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsumsi N (g/h) sapi percobaan... 110 39 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kecernaan N (%) sapi percobaan... 110 40 Hasil sidik ragam dan uji Duncan N Tercerna (g/h) sapi percobaan... 111 41 Hasil sidik ragam dan uji Duncan Retensi N (g/h) sapi percobaan... 112 42 Hasil sidik ragam dan uji Duncan alantion (g/h) urine sapi percobaan... 112 43 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsumsi SK (kg/h) sapi percobaan... 113 44 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kecernaan SK (%) sapi percobaan... 114 45 Hasil sidik ragam dan uji Duncan deposisi SK (g/h) sapi percobaan... 114 46 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsumsi LK (kg/g) sapi percobaan... 115 47 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kecernaan LK (%) sapi percobaan... 115 xxi
48 Hasil sidik ragam dan uji Duncan deposisi LK (g/h) sapi percobaan... 116 49 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi gula (mg/dl) darah 0 jam sapi percobaan... 117 50 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi gula (mg/dl) darah 1 jam sapi percobaan... 117 51 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi gula (mg/dl) darah 3 jam sapi percobaan... 118 52 Hasil sidik ragam dan uji Duncan kolesterol (mg/dl) darah sapi percobaan... 118 53 Hasil sidik ragam dan uji Duncan konsentrasi HDL (mg/dl) darah sapi percobaan... 119 54 Hasil sidik ragam dan uji Duncan persentase air tubuh (%) sapi percobaan... 120 55 Hasil sidik ragam dan uji Duncan persentase lemak tubuh (%) sapi percobaan... 120 56 Hasil sidik ragam dan uji Duncan perkiraan berat lemak tubuh (kg) sapi percobaan... 121 57 Hasil sidik ragam dan uji Duncan persentase protein (%) tubuh sapi percobaan... 121 58 Hasil sidik ragam dan uji Duncan perkiraan berat protein tubuh (kg) sapi percobaan... 122 59 Hasil sidik ragam dan uji Duncan NPU (%) sapi percobaan... 123 60 Hasil sidik ragam dan uji Duncan BV sapi percobaan... 123 xxii
PENDAHULUAN Latar Belakang Pakan adalah salah satu sendi penting proses perbaikan populasi dan produktivitas ternak, dan pemanfaatan limbah pertanian secara optimal sebagai bahan pakan adalah pilihan strategis dan bijak. Faktor pembatas pemanfaatan limbah pertanian sebagai bahan pakan adalah rendahnya kandungan nutrien esensial seperti protein, energi, mineral dan vitamin, serta dominasi karbohidrat struktural/serat pakan yang berdampak pada kecernaannya yang rendah. Karena itu, pemanfaatan limbah pertanian dalam ransum harus diimbangi dengan upaya peningkatan fermentabilitasnya dalam sistem rumen. Peningkatan fermentabilitas bahan pakan dapat dilakukan dengan menyediakan karbohidrat non struktural (readily available carbohydrate=rac) dan amoniak/nitrogen secara seimbang dan berkesinambungan dalam sistem rumen, dan mekanisme lepas lambat (slow release) nutrien tersebut adalah alternatif yang efektif. Lepas lambat nitrogen dalam sistem rumen telah banyak diinformasikan antara lain dalam bentuk produk urea kalsium (Ca(urea) 4 Cl 2 ) (US Patent 5733590 1998), sedangkan lepas lambat RAC belum banyak dikaji. Penyediaan RAC yang cukup umumnya dilakukan dengan pemberian konsentrat. Namun, konsentrat yang tinggi dalam ransum dapat mengakibatkan dominasi bakteri homofermentatif asam laktat dalam sistem rumen. Akibatnya, keseimbangan mikroba rumen terganggu, bahkan konsentrasi RAC yang ekstrim dalam sistem rumen dapat mengakibatkan kematian (Stewart 1991; Wiryawan & Brooker 1996). Oleh karena itu, penyediaan RAC yang berkesinambungan dalam sistem rumen dengan mekanisme lepas lambat RAC juga dibutuhkan. Salah satu senyawa aktif yang dapat menjadi agen lepas lambat RAC adalah senyawa 1-deoxynojirimycin (DNJ). Daun murbei mengandung senyawa 1-deoxynojirimycin (Oku et al. 2006) yang mampu menghambat proses hidrolisis oligosakarida menjadi monomer-monomernya (Breitmeier 1997; Arai et al. 1998; Yatsunami et al. 2003; Kimura et al. 2004), namun penghambatannya tidak komplit (Gross et al. 1981; Mellor et al. 2002; Chapel et al. 2006). Karena itu senyawa tersebut diduga dapat menghambat hidrolisis karbohidrat non 1
struktural asal konsentrat atau daun murbei dalam sistem rumen. Keberadaan daun murbei yang mengandung senyawa aktif dalam ransum diharapkan dapat menyediakan karbohidrat non struktural secara seimbang dan berkesinambungan dalam sistem rumen, sehingga fermentabilitas pakan berserat tinggi menjadi lebih baik. Belum dilaporkan adanya dampak senyawa aktif yang terdapat pada daun murbei terhadap produktivitas ternak, padahal beberapa hasil penelitian mengindikasikan hal tersebut. Lui et al. (2002a) melaporkan performa domba yang diberi daun murbei sama dengan yang diberi rapeseed meal, tetapi performa tersebut menjadi lebih rendah bila daun murbei dan rapeseed meal diberikan bersama-sama. Laporan tersebut mengindikasikan kemungkinan adanya interaksi antar senyawa yang terkandung pada daun murbei dan bahan lain secara spesifik yang mempengaruhi performa ternak, yang belum tentu menggambarkan secara kasar kandungan nutrien ransum. Secara umum keberadaan senyawa aktif dalam ransum dapat berdampak positif, tetapi dapat pula berdampak negatif terhadap performa ternak. Karena itu perlu dilakukan kajian penggunaan daun murbei dengan bahan lain secara bersama-sama dalam ransum. Selain kandungan senyawa DNJ, tanaman murbei mempunyai potensi sebagai bahan pakan yang berkualitas karena potensi produksi, kandungan nutrien dan daya adaptasi tumbuhnya yang baik. Potensi produksi daun murbei mencapai 19 ton BK/ha/tahun (Boschini, 2002). Potensi produksi tersebut lebih tinggi dibanding dengan leguminosa seperti gamal (Gliricidia sepium) dengan potensi produksi sebesar 7-9 ton BK/ha/tahun (Horne et al. 1994) dan lamtoro mini (Desmanthus virgatus) dengan potensi produksi sebesar 7-8 ton BK/ha/tahun (Suyadi et al. 1989). Kandungan protein kasar daun murbei sebesar 18 28.8%, merupakan salah satu indikator kualitas yang baik. Pada daun murbei juga teridentifikasi adanya kandungan asam askorbat, karotene, vitamin B1, asam folat, pro vitamin D, mineral Mg, P, K, Ca, Al, Fe dan Si (Singh 2002). Adaptasi tumbuh tanaman murbei relatif mudah. Tanaman ini dapat tumbuh pada lokasi dengan variasi suhu, ph tanah dan ketinggian dari permukaan laut yang sangat besar. Tanaman ini juga sangat baik digunakan untuk mencegah 2
erosi. Karena itu tanaman murbei berpotensi untuk ditanam dilokasi yang tersebar luas (Machii el al. 2002). Penelitian penggunaan murbei dalam ransum antara lain telah dilaporkan oleh Trujillo (2002), bahwa tingkat optimal imbangan konsentrat dan daun murbei dalam ransum anak sapi diperoleh pada nilai 75:25. Namun, laporan ini tidak menjelaskan komponen konsentrat serta jenis sumber serat yang digunakan. Uraian di atas menguak potensi daun murbei sebagai sumber bahan pakan, mensubstitusi konsentrat, khususnya untuk ternak ruminansia. Kombinasi pakan berkualitas rendah seperti jerami padi dengan daun murbei dapat menjadi alternatif pakan komplit yang murah, berkualitas, mudah disediakan serta dapat meningkatkan produktivitas ternak. Tujuan Uraian pada latar belakang di atas memunculkan rangkaian penelitian yang bertujuan: a. Mengamati potensi kandungan nutrien daun murbei sehingga dapat menggantikan konsentrat pakan ternak sapi potong. b. Mempelajari efektivitas senyawa 1-deoxynojirimycin yang terkandung dalam daun murbei sebagai agen lepas lambat karbohidrat non struktural dalam sistem rumen. c. Mengkaji efek fermentasi ekstrak daun murbei terhadap pengaruh negatif senyawa 1-deoxynojirimycin pasca rumen. d. Mengkaji peningkatan nilai guna jerami padi sebagai pakan sapi potong melalui substitusi konsentrat dengan daun murbei. e. Mengkaji perbaikan produktivitas sapi potong melalui substitusi konsentrat dengan daun murbei. 3
Kegunaan Kegunaan yang diperoleh dari pelaksanaan penelitian ini adalah : a. Optimalisasi pemanfaatan bahan berserat tinggi seperti jerami padi sebagai sumber pakan, dengan memaksimumkan fermentabilitasnya dalam sistem rumen. b. Pakan komplit ternak ruminansia yang berkualitas, mudah disediakan serta dapat meningkatkan produktivitas ternak yakni kombinasi jerami padi dengan daun murbei dan/atau konsentrat. c. Menjadi masukan dalam penyempurnaan model sistem integrasi tanamanternak dengan introduksi tanaman murbei sebagai sumber pakan. Hipotesis Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap. Setiap tahap menjawab hipotesa sebagai berikut: 1. Kandungan nutrien daun murbei sangat baik sehingga dapat menggantikan konsentrat pakan ternak sapi potong. 2. Senyawa 1-deoxynojirimycin yang terkandung dalam daun murbei dapat menjadi agen mekanisme lepas lambat karbohidrat non struktural dalam sistem rumen. 3. Fermentasi dalam sistem rumen dapat mengurangi pengaruh negatif senyawa 1-deoxynojirimycin daun murbei dalam sistem pasca rumen. 4. Substitusi konsentrat dengan daun murbei meningkatkan kecernaan pakan yang mengandung jerami padi sebagai pakan sumber serat sehingga nilai guna jerami padi lebih baik. 5. Substitusi konsentrat dengan daun murbei meningkatkan produktivitas ternak ruminansia. 4
TINJAUAN PUSTAKA Potensi Jerami Padi sebagai Pakan Ternak Ruminansia Limbah pertanian memiliki potensi yang cukup besar sebagai sumber pakan ternak ruminansia. Produksi limbah pertanian di Indonesia sebanyak 51 546 297.3 ton per tahun dengan produksi terbesar adalah jerami padi (85.81%), diikuti oleh jerami jagung (5.84%), jerami kacang tanah (2.84%), jerami kacang kedelai (2.54%), pucuk ubi kayu (2.29%) dan jerami ubi jalar (0.68%). Berdasarkan produksi TDN, limbah pertanian dapat menyediakan pakan untuk 14 750 777.1 ST, sehingga dengan populasi ternak ruminansia saat ini sebanyak 11 995 340 ST, masih memungkinkan untuk menambah populasi sebanyak 2 755 437.1 ST (Syamsu et al. 2003). Faktor pembatas pemanfaatan limbah pertanian sebagai pakan ternak adalah kualitas. Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang mempunyai kualitas rendah yang disebabkan kandungan seratnya tinggi, yang berdampak pada daya cerna yang rendah. Selain itu, bahan ini juga mengandung nutrien esensial yang rendah. Tabel 1 menyajikan komposisi nutrien jerami padi serta nilai parameter fermentatifnya. Berbagai upaya telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas jerami padi, baik dengan cara fisik, kimia maupun biologis, tetapi cara-cara tersebut biasanya disamping tidak praktis dan mahal, juga hasilnya kurang memuaskan. Pengolahan cara fisik memerlukan investasi yang mahal, cara kimiawi akan meninggalkan residu yang mempunyai efek buruk, sedangkan cara biologis akan memerlukan peralatan yang mahal dan hasilnya kurang disukai ternak (IPPTD 2000). Priyanti et al. (2001) melaporkan harga jerami fermentasi (Rp. 115/kg) lebih tinggi dibandingkan dengan rumput gajah (Rp. 50/kg). Pemanfaatan jerami padi sebagai salah satu komponen inovasi teknologi menempati urutan terkecil diantara inovasi teknologi penggemukan sapi yang diserap oleh petani peternak. Hendayana & Yusuf (2003) melaporkan bahwa tingkat adopsi pemanfaatan jerami padi pada usaha penggemukan sapi hanya sebesar 3.57% dari nilai bobot standar sebesar 100%, padahal penerimaan inovasi teknologi pakan menempati urutan pertama dari seluruh komponen inovasi yang 5
diterapkan. Hasil penelitian tersebut mengungkapkan masih tingginya keengganan petani peternak untuk memanfaatkan jerami padi, meskipun pakan menjadi problem utama yang mereka hadapi, bahkan dari lima alternatif teknologi yang dapat dikembangkan untuk meningkatkan produksi dan mutu pakan ternak pada wilayah persawahan yang direkomendasikan oleh Santoso & Tuherkih (2003), penggunaan jerami padi tidak termasuk di dalamnya. Potensi produksi jerami padi yang tinggi namun belum termanfaatkan dengan baik menjadi tantangan untuk mengupayakan pemanfaatan jerami padi sebagai sumber pakan ruminansia secara optimal. Tabel 1 Komposisi nutrien jerami padi dan nilai parameter fermentatifnya Komponen Doyle et al. (1986) Laconi (1992) Selly (1994) Lab. Biologi Hewan PPSHB IPB (2007) Lab.BPT Ciawi (2008) Baham kering (%) 100 100 89.41 89.60 79.89 Bahan organik (%) - 78.27 78.96 73.42 - Abu (%) 11-25 21.73-26.58 - Serat kasar (%) 28.79 30.80-24.73 - Lignin (%) 4-8 3.53 3.53-4.57 Hemiselulosa (%) 13-29 - - - 18.30 Selulosa (%) 35-49 - - - 33.95 Silika (%) 5-23 18.32 18.32-15.1 Protein kasar (%) 1.7-8.6 6.63 7.72 6.50 - Lemak kasar (%) - - - 1.02 - BETN - 41.17 - KCBK (%) - - 20.97 - - KCBO (%) 31-59 - 20.1 - - Penggunaan limbah pertanian seperti jerami padi sebagai pakan basal tidak cukup memenuhi kebutuhan pertumbuhan ternak secara optimal. Oleh karena itu pemberian pakan tambahan berupa konsentrat harus dilakukan untuk mencukupi kebutuhan nutrien ternak yang mendapat pakan basal jerami padi. Daryanti et al. (2002) melaporkan, penggemukan sapi PO yang memperoleh ransum dasar jerami 6
padi teramoniasi dengan tambahan konsentrat 4 kg/ekor/hari, menghasilkan pertambahan berat badan ternak sebesar 717 g/ekor/hari. Tanaman Murbei dan Potensinya sebagai Bahan Pakan Ternak Tanaman murbei (Morus sp.) merupakan bagian dari ordo urticalis, famili Moraceae dan Genus Morus (Martin et al. 2000). Beberapa nama umum dari tanaman ini antara lain: White mulberry, Russian mulberry, Silkworm mulberry, Moral blanco, karta, kitau (Sumatra), murbai, besaran (Jawa), Sangye (China), may mon, dau tam (Vietnam). Tanaman ini diklasifikasikan sebagai berikut (Martin et al. 2002) : Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledone Ordo : Urticales Famili : Moraceae Genus : Morus Spesies : Lebih dari 30 species dan 300 varietas Tanaman murbei termasuk semak atau pohon berukuran kecil sampai sedang dengan tinggi tanaman mencapai 15 m dan diameter batang mencapai 60 cm. Tanaman murbei dapat tumbuh di daerah temperit sampai ke daerah tropik yang kering. Tanaman ini toleran tumbuh pada suhu lingkungan 5.9 sampai 27.5 o C dan ph tanah dari 4.9 sampai 8.0. Di India dilaporkan bahwa tanaman murbei dapat tumbuh pada daerah pantai sampai daerah dengan ketinggian 3300 m dpl. Tanaman murbei dapat diperbanyak dengan biji, stek atau okulasi. Perbanyakan dengan biji relatif lebih mahal, tetapi menghasilkan tanaman yang lebih baik dibandingkan dengan perbanyakan melalui stek. Perbanyakan tanaman dengan stek membutuhkan 75 000 sampai 120 000 stek/ha, sedangkan perbanyakan dengan okulasi membutuhkan 4000 tanaman/ha. Teknik perbanyakan tanaman dengan okulasi secara eksklusif dilakukan di Jepang (Machii et al. 2002). 7
Tanaman murbei mencapai ketinggian 1.3 m pada umur 10 minggu. Pemanenan pertama daun dilakukan pada umur 12 minggu setelah penanaman. Pemanenan dapat dilakukan sebanyak 10 kali/thn untuk daerah yang beririgasi, sedangkan pada daerah tadah hujan dapat dilakukan pemanenan sebanyak 6 sampai 7 kali. Tanaman murbei dapat berproduksi dengan baik sampai berumur 15 tahun. Setelah itu, tanaman harus diremajakan. Tanaman murbei mempunyai potensi sebagai bahan pakan yang berkualitas karena potensi produksi, kandungan nutrien dan daya adaptasi tumbuhnya yang baik (Singh & Makkar 2002). Produksi daun murbei sangat bervariasi, tergantung pada varietas, lahan, ketersediaan air dan pemupukan. Martin et al. (2002) melaporkan produksi biomassa murbei dengan interval defoliasi 90 hari akan mencapai 25 ton BK/ha/thn dan produksi daun sebesar 16 ton BK/ha/thn, sedangkan Boschini (2002) melaporkan produksi daun sebesar 19 ton BK/ha/tahun. Potensi produksi tersebut lebih tinggi dibanding dengan leguminosa lain seperti gamal (Gliricidia sepium) dengan potensi produksi sebesar 7-9 ton BK/ha/tahun (Horne et al. 1995) dan lamtoro mini (Desmanthus virgatus) dengan potensi produksi sebesar 7-8 ton BK/ha/tahun (Suyadi et al. 1989). Tanaman murbei sangat cocok ditanam pada lahan terbuka karena membutuhkan banyak cahaya untuk dapat tumbuh baik di dataran rendah maupun dataran tinggi (Atmosoedarjo et al. 2000). Gambar 1 adalah salah satu areal tanaman murbei yang dimiliki petani ulat sutra. Gambar 1 Kebun murbei petani di kec. Anggeraja kab. Enrekang Sulsel. 8
Informasi teknis budidaya dan produksi tanaman murbei yang diterapkan oleh petani ulat sutra disajikan pada Tabel 2. Produksi daun murbei dari lahan yang diberi pupuk kandang dan dipanen pada umur tangkai 60 hari (Murbei II) lebih tinggi dibandingkan dengan produksi daun murbei dari lahan tanpa pemupukan dan dipanen pada umur tangkai 90 hari (Murbei I). Martin et al. (2002) melaporkan produksi daun murbei tertinggi diperoleh dari pemanenan dengan interval defoliasi 90 hari, yakni mencapai 645 g BK/pohon/tahun, sedangkan pemanenan dengan interval defoliasi 60 dan 45 hari menghasilkan daun murbei masing-masing sebesar 378 dan 456 g BK/pohon/tahun. Dari penelitian ini dihasilkan produksi daun murbei yang dipanen pada umur tangkai 60 dan 90 hari masing-masing sebesar 66.92 dan 89.01 g BK/pohon, atau 401.52 dan 356.04 g BK/pohon/tahun. Tabel 2 Informasi teknis budidaya dan produksi tanaman murbei pada lahan petani ulat sutra di Kab. Enrekang Sulawesi Selatan Keterangan Teknis Penanaman Murbei I Murbei II Jumlah sampel (pohon) 25 90 Umur tanaman (tahun) 3.5 3.5 Umur tangkai (hari) 90 60 Pemupukan Tanpa pemupukan Pemupukan dengan pupuk kandang Jarak tanam (cm 2 ) 60 x 30 60 x 30 Jumlah pohon/ha 50 000 50 000 Bobot segar daun/pohon (kg) 0.43 0.28 Kadar Air daun segar (%) 79.3 76.1 Berat Kering daun/pohon (g) 89.01 66.92 Produksi daun perpanen (kg BK) 4 450.5 3 346.0 Produksi daun (g BK/pohon/tahun) 356.04 401.52 Produksi daun (kg BK/ha/tahun) 17 802 20 076 Sebagian besar wilayah Indonesia belum tertanam tanaman murbei. Tabel 3 tersaji data luas areal tanaman murbei disetiap propinsi di Indonesia. Sampai tahun 2004, areal tanaman murbei di Indonesia baru seluas ±10 000 ha, jauh lebih kecil dibandingkan dengan negara lain, misalnya Jepang seluas 9
14 884 ha (Machii et al. 2002), Brasil seluas 37 745 ha (Almeida & Fonseca 2002), Thailand seluas 35 000 ha, bahkan India dan Cina masing-masing mencapai 280 000 dan 626 000 ha (Sanchez 2002). Potensi produksi, kualitas dan daya adaptasi yang baik dari tanaman murbei menjadikan tanaman murbei berpotensi untuk dikembangkan dan disebarluaskan, tidak hanya sebagai pakan ulat sutra tetapi juga untuk kebutuhan lain, misalnya sebagai pakan ternak. Kandungan nutrien daun murbei meliputi 22-23% PK, 8-10% total gula, 12-18% mineral, 35% ADF, 45.6% NDF, 10-40% hemiselulosa, 21.8% selulosa (Datta et al. 2002). Kandungan nutrien daun beberapa varietas murbei disajikan pada Tabel 4. Kualitas daun murbei yang tinggi juga ditandai oleh kandungan asam aminonya yang lengkap. Tabel 5 disajikan komposisi asam amino daun murbei yang dianalisis dari 119 varietas murbei (Machii et al. 2002). Pada daun murbei juga teridentifikasi adanya asam askorbat, karotene, vitamin B1, asam folat dan pro vitamin D (Singh 2002). Komposisi nutrien yang lengkap serta produksi daun yang tinggi, menjadikan tanaman murbei potensial dijadikan bahan pakan ternak, menggantikan konsentrat khususnya untuk ternak ruminansia (Doran et al. 2006). Penelitian pemanfaatan murbei sebagai pakan ternak baru dijumpai sebagian kecil di India, Jepang dan Korea. Percobaan pemanfaatan daun murbei sebagai pengganti konsentrat unggas di Jepang telah dilaporkan oleh Machii et al. (2002), sedangkan untuk bahan pakan ternak ruminansia, penelitian telah dilakukan antara lain oleh Singh & Makkar (2002), yang melakukan pengujian secara in vitro. Sanchez (2002) melaporkan bahwa di Indonesia, tanaman murbei baru digunakan sebagai pakan ulat sutra, sedangkan penelitian atau pemanfaatan daun murbei sebagai pakan ternak belum dijumpai. Kondisi yang berbeda terjadi di negaranegara bagian Amerika yang telah menggunakan daun murbei sebagai bahan pakan ternak. Di Indonesia dikenal beberapa spesies murbei yang potensial untuk pakan ulat sutera atau sumber bahan baku pakan ayam, antara lain Morus alba, Morus nigra, Morus multicaulis, Morus australis, Morus cathayana, Morus mierovra, Morus alba var. macrophylla, dan Morus bombycis (Atmosoedarjo et 10
al., 2000). Doran et al. (2006) menyatakan daun murbei potensial menjadi sumber pakan di wilayah tropis. Tabel 3 Luas areal tanaman murbei (ha) di Indonesia No. Propinsi 2000 2001 2002 2003 2004** 1. Nangroe Aceh Darusalam - - - - - 2. Sumatera Utara 140.0 140.0 140.0 140.0 140.0 3. Riau - - - - - 4. Sumatera Barat 868.0 868.0 868.0 868.0 3.5 5. Jambi - - - - - 6. Bengkulu - - - - - 7. Sumatera Selatan - - - - - 8. Bangka Belitung - - - - - 9. Lampung - - - - - 10. Jawa Barat 2 029.0 2 992.0 2 992.0 2 992.0 2 992.0 11. Banten - - - - - 12. Jawa Tengah 584.0 941.3 941.3 941.3 941.3 13. D. I. Yogyakarta 584.0 313.6 483.5 496.2 496.2 14. Jawa Timur 530.0 540.0 540.0 540.0 540.0 15. Kalimantan Barat - - - - - 16. Kalimantan Selatan - - - - - 17. Kalimantan Timur - - - - - 18. Kalimantan Tengah - - - - - 19. Sulawesi Utara - - - - - 20. Gorontalo - - - - - 21. Sulawesi Tengah 122.0 122.0 122.0 122.0 122.0 22. Sulawesi Selatan 5 270.0 6 588.2 6 037.7 4 216.3 4 184.5 23. Sulawesi Tenggara - - - - - 24. Bali - 25.0 25.0 25.0 25.0 25. Nusa Tenggara Barat - - - - - 26. Nusa Tenggara Timur - 20.0 20.0 20.0 20.0 27. Maluku - - - - - 28. Maluku Utara - - - - - 29. Papua - - - - - 30. Irian Jaya Barat - - - - - 31. DKI Jakarta - - - - - Jumlah/Total 10 127.0 12 581.5 12 198.4 10 338.7 9 492.5 Sumber: Direktorat Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial Keterangan: (-)= Tidak Ada Kegiatan; **)= Angka Berdasarkan Laporan s/d Juli 2005 11
Tabel 4 Komposisi nutrien daun murbei Varietas Murbei Komposisi Nutrien Morus Morus Morus Morus Morus Alba nigra multicaulis cathayana australis Air (%) 84.28 83.17 77.11 79.55 83.89 Protein Kasar (%) 20.15 20.06 15.51 18.53 19.44 Serat Kasar (%) 13.27 16.19 12.55 12.89 12.82 Lemak Kasar (%) 3.62 3.63 3.64 3.69 4.10 Abu (%) 10.58 10.77 10.97 14.84 10.63 Sumber : Samsijah (1992) Tabel 5 Komposisi asam amino daun murbei Asam Kandungan % Asam Amino STD CV Amino (mg/g BK) Asp 20.49 10.0 3.63 17.72 Thr 10.52 5.2 1.75 16.63 Ser 10.12 5.0 1.60 15.79 Glu 23.23 11.3 3.96 17.03 Pro 10.93 5.4 3.73 34.10 Gly 12.02 5.9 1.95 16.22 Ala 15.75 7.7 2.90 18.44 Val 12.83 6.3 2.17 16.92 Cys 1.17 0.6 0.25 21.72 Met 2.99 1.5 0.61 20.48 Ileu 10.04 4.9 1.88 18.68 Leu 19.45 9.5 3.10 15.93 Tyear 7.40 3.6 1.39 18.74 Phe 12.26 6.0 2.06 16.78 GABA 2.6 1.1 0.69 30.70 NH3 2.89 1.4 0.54 18.70 Lys 12.33 6.0 2.58 20.91 His 4.61 2.3 0.82 17.78 Arg 12.96 6.3 2.72 20.95 Total 204.25 100.0 N (%) 4.36 0.42 9.63 Sumber: Machii et al. (2002) 12
Kandungan tanin daun murbei sebesar 0.85% (Datta et al. 2002), nilai yang sangat kecil untuk berpotensi mengikat protein dibandingkan dengan daun kaliandra yang mengandung tanin sebesar 11.3% (Makkar 1993). Belum dilaporkan adanya dampak senyawa aktif yang terdapat pada daun murbei terhadap produktivitas ternak, meskipun beberapa hasil penelitian mengindikasikan hal tersebut. Lui et al. (2002a) melaporkan substitusi rapeseed meal dengan daun murbei sebesar 100:0; 75:25; 50;50; 25:75 dan 0:100 menghasilkan pertambahan bobot badan domba masing-masing sebesar 58, 47, 40, 46 dan 55 g/h. Laporan tersebut mengindikasikan kemungkinan adanya interaksi antar senyawa yang terkandung pada murbei dan bahan lain secara spesifik yang mempengaruhi performa ternak, sehingga performa ternak yang diberi murbei dan bahan lain dalam ransum secara bersama-sama belum tentu menggambarkan kandungan nutrien makro ransum. Secara umum keberadaan senyawa aktif dalam ransum dapat berdampak positif, tetapi juga dapat berdampak negatif terhadap performa ternak. Karena itu perlu dilakukan kajian penggunaan murbei dengan bahan lain secara bersama-sama dalam ransum. Senyawa 1-Deoxynojirimycin Murbei Keberadaan senyawa aktif dalam ransum dapat berdampak positif, tetapi juga dapat berdampak negatif terhadap performa ternak. Karena itu perlu dilakukan kajian dampak senyawa aktif dalam pakan ternak. Salah satu senyawa aktif yang terdapat pada tanaman murbei adalah 1-deoxynojirimycin (DNJ) (Oku et al. 2006). Senyawa DNJ pertama kali diisolasi dari akar tanaman murbei pada tahun 1976 dan diberi nama moroline. Senyawa DNJ memiliki potensi menghambat (α, β) glukosidase secara spesifik. Sebagai contoh, N-butyl DNJ digunakan untuk mengurangi sintesa substrat glikolipid (Mellor et al. 2002). Menurut Oku et al. (2006) derivat DNJ berupa D-glukosa mampu menghambat α-glukosidase usus dan α-glukosidase pankreas, sehingga DNJ dapat menghambat pembentukan oligosakarida. Karena itu senyawa DNJ dapat menekan kadar glukosa darah, sehingga dapat mencegah diabetes (Kimura et al. 2004). 13
Senyawa DNJ dengan rumus kimia C 6 H 13 NO 4 adalah senyawa yang strukturnya mirip dengan glukosa (Gambar 2), hanya saja pada rantai aromatik senyawa DNJ terdapat gugus nitrogen. Senyawa DNJ mampu menghambat proses pemecahan oligosakarida seperti maltosa menjadi monomer-monomernya. Komponen penghambat tersebut tersebar juga dalam daun dan akar murbei. Daun murbei (Morus alba, L) telah digunakan sebagai obat tradisional, sebagai anti penyakit diabetes dan anti hyperglycemic. Komponen daun murbei seperti DNJ mampu menghambat aktivitas α-glukosidase dalam usus kecil dan juga mencegah hidrolisis disakarida (Yatsunami et al., 2003). Gambar 2 Struktur bangun senyawa 1-deoxynojirimycin (Kimura et al. 2004) Karakteristik Sistem Pencernaan Ruminansia Proses pencernaan pakan ternak ruminansia terjadi secara mekanis (di dalam mulut), fermentatif (oleh enzim-enzim yang berasal dari mikroba rumen) dan hidrolitis (oleh enzim-enzim pencernaan hewan induk semang). Dalam studi fisiologi pencernaan ternak ruminansia, retikulorumen (selanjutnya disebut rumen) sering dipandang sebagai organ tunggal (single organ), dan menjadi lokasi penting proses pencernaan secara fermentatif. Ukuran rumen sangat besar, dapat mencapai 15-22 % dari bobot tubuh ternak. Jumlah tersebut meliputi sekitar 75 % dari seluruh volume organ pencernaan ternak ruminansia. Rumen dihuni oleh bermacam-macam mikroba. Dari segi pencernaan zat-zat makanan, rumen memberi kontribusi 40-70 % dari angka kecernaan bahan organik ransum (Hvelplund & Madsen 1985). Karena itu rumen merupakan bagian yang sangat penting dari organ pencernaan ruminansia. 14
Proses pencernaan fermetatif di dalam retikulorumen terjadi amat intensif dan dalam kapasitas yang sangat besar. Karbohidrat struktural berupa serat pakan (selulosa dan hemiselulosa) dan karbohidrat non struktural (gula, pati) mengalami fermentasi anaerob oleh mikroba rumen menjadi asam-asam lemak terbang (VFA), gas metan (CH 4 ) dan gas karbondioksida (CO 2 ). Sebagian VFA akan diserap melalui dinding rumen, lalu masuk ke dalam aliran darah dan menjadi sumber energi bagi sel-sel tubuh. Omasum yang terletak setelah retikulorumen ditaburi lamina, sehingga menambah luas permukaannya. Sifat mengabsorbsi air oleh abomasum diduga berfungsi untuk mencegah naiknya ph pada abomasum akibat pengenceran (Arora 1989). Abomasum merupakan tempat pertama terjadinya proses pencernaan pakan secara enzimatis. Proses pencernaan ini terjadi dengan bantuan sekresi getah bening. Abomasum juga berfungsi mengatur aliran ingesta. Mikroba Rumen Di dalam rumen terdapat 4 jenis mikroorganisme anaerob, yakni: bakteri, protozoa dan jamur (Preston & Leng 1987). Dari ketiga jenis mikroba tersebut, bakteri mempunyai jenis dan populasi tertinggi. Cacahan bakteri sel per gram isi rumen mencapai 10 10-10 11. Protozoa menempati urutan kedua, dengan populasi mencapai 10 5-10 6 cacahan sel per ml isi rumen, pada kondisi ternak sehat (Ogimoto & Imai 1981; Czerkawski 1986). Banyaknya jenis mikroorganisme di dalam rumen dan masing-masing mikroorganisme memiliki produk fermentasi antara dan produk fermentasi akhir yang bermacam-macam, menyebabkan kehidupan dalam rumen menjadi kompleks. Terdapat interaksi yang luas antara mikroorganisme di dalam rumen. Bentuk interaksi tersebut dapat berupa saling ketergantungan akan substrat, saling menguntungkan, saling berkompetisi menggunakan substrat atau dapat berupa hubungan yang merugikan. Studi tentang ekologi mikroba rumen guna mengamati aspek pengendalian populasi mikroba rumen dan peningkatan peran mikroba dalam rumen untuk mencerna pakan telah dilakukan (Erwanto 1995). Interaksi antar mikroorganisme yang berbeda di dalam rumen melalui hubungan simbiosis menghasilkan produk-produk yang khas. Bakteri-bakteri 15