Biokimia Nutrisi (Mikrobia Rumen)

Tinjauan Pustaka

Klik gambar untuk memperbesar

Sumber protein untuk ternak ruminansia adalah protein mikrobia rumen. Mikrobia rumen sangat dibutuhkan peranannya untuk memecah komponen serat kasar pakan sehingga mudah dimanfaatkan oleh induk semangnya. Jumlah dan aktifitas sangat tergantung pada ketersediaan nutrien, pH rumen, produksi saliva dan tingkat penyerapan produk fermentasi. Adanya mikrobia menyebabkan ruminanasia dapat menggunakan NPN termasuk urea (Hartadi et al., 1990).

Rumen adalah kantung penampungan perrtama bahan pakan setelah dikunyah dan ditelen. Cairan rumen merupakan media yang sangat baik untuk pertumbuhan bakteri dan protozoa secara anaerobik. Salah satu bakteri yang penting di dalam rumen adalah bakteri selulolitik yang menyebabkan ternak ruminansia hidup dengan hijauan berkualitas rendah (Curch, 1988).

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikrobia antara lain: temperatur, substrat, pH, inhibitor, dari produk yang dihasilkan, kelembaban, dan ketersediaan nutrien. Protein yang ada di dalam rumen merupakan protein murni dan pritein mikrobia yang akan didegradasi dalam bentuk amonia. Amonium yang terbentuk di dalam rumen digunakan untuk membentuk proyein tubuh mikrobia (Page dan Soendoro, 1981).

Materi dan Metode

Materi

Alat. Alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah timbangan, penghitung waktu, ependorf, pemanas, tabung reaksi, spektrofotometer, inkubatir, dan referigator.

Bahan. Bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah cairan rumen, NaOH 1 N, 2,5 ml Lowry B, enzim, buffer, CMC, H₂O, sodium tungstate, H₂SO₄, supernatan, campuran phenol, dan hipoklorid.

Metode

Penentuan Biomassa Mikrobia Berdasar Kandungan Protein Sel

Preparasi Sampel. Cairan rumen disentrifuge pada 500 g selama, 10 menit. Supernatan diambil dan dimasukkan dalam ependorf. Supernatan tersebut disentrifuge pada 10.000 g selama 15 menit. Filtrat dipisahkan untuk penentuan aktivitas dan kadar protein enzim. Endapan digunakan untuk penentuan kadar protein mikrobia.

Penentuan Kadar Protein Mikrobia. Endapan hasil preparasi sampel ditambah 1 ml NaOH 1 N kemudian didihkan pada suhu 90°C selama 10 menit dan selanjutnya digunakan sebagai sampel untuk penentuan protein dengan metode lowry. Tabung reaksi disiapkan dan diisi 0,5 sampel dan 2,5 Lowry B kemudian divortex dan dibiarakan selama 10 menit lalu ditambahkan 0,25 ml Lowry A dan divortex serta dibiarkan selama 30 menit kemudian dibaca pada panjang gelombang 750 nm dan kadar protein dihitung dengan persamaan:

Y = 0,0025X + 0,0146

Y = absorbansi sampel

X = kadar protein (mg/ml)

Penentuan Kadar Protein Enzim

Preparasi Sampel. Cairan rumen disentrifuge pada 500 g selama, 10 menit. Supernatan diambil dan dimasukkan dalam ependorf. Supernatan tersebut disentrifuge pada 10.000 g selama 15 menit. Filtrat dipisahkan untuk penentuan aktivitas dan kadar protein enzim. Endapan digunakan untuk penentuan kadar protein mikrobia.

Penentuan Kadar Protein Enzim. Filtrat hasil preparasi sampel ditambah 1 ml NaOH 1 N kemudian didihkan pada suhu 90°C selama 10 menit dan selanjutnya digunakan sebagai sampel untuk penentuan protein dengan metode lowry. Tabung reaksi disiapkan dan diisi 0,5 sampel dan 2,5 Lowry B kemudian divortex dan dibiarakan selama 10 menit lalu ditambahkan 0,25 ml Lowry A dan divortex serta dibiarkan selama 30 menit kemudian dibaca pada panjang gelombang 750 nm dan kadar protein dihitung dengan persamaan:

Y = 0,0025X + 0,0146

Y = absorbansi sampel

X = kadar protein (mg/ml)

Penentuan NH₃ Cairan Rumen

Penentuan NH₃ Cairan Rumen. 1ml larutan A ditambah 2 ml cairan rumen dicampur 1 ml larutan ß-1-4-glukanase dingin dan disimpan dalam referigator dan divortex. Sampel ini disimpan selama = 48 jam kemudian disentrifuge sampai pada 15.000 g selama 10 menit dan ditambahkan pada tabung yang lain 20 ml supernaan ampel ditambah 2,5 ml larutan C ditambah 2,5 ml larutan D dan dicampur secepatnya. Diinkubasi pada 40°C selam 30 menit kemudian didinginkan pada suhu kamar dan dibaca pada spektofotometer dengan panjang gelombang 630 nm. Hasil absorbansi dimasukkan dalam persamaan:

Y = 0,00682857142X + 0,027787

Y = absorbansi

X = kadar NH₃

Hasil dan Pembahasan

Protein Mikrobia

Sumber utama untuk ternak ruminansia adalah protein mikrobia rumen. Mikrobia rumen menyediakan sebagian besar protein yang dibutuhkan oleh induk semang (Aora, 1989). Fungsi NaOH pada penentuan kadar protein mikrobia berfungsi untuk melisiskan dinding sel. Dipanaskan sebesar 90°C berfungsi untuk memecah sel. Larutan Lowry B terdiri dari CuSO₄, Na₂CO

3, dan Na-kartartat didalamnya terdiri dari ikatan Cu-peptida disertai warna ungu. Larutan Lowry A terdiri dari aquades dan folin didalamnya protein bereaksi dengan folin-clocalteau yang memberi warna kompleks, warna tersebut dibentuk karena reaksi cuper alkali dengan protein seperti pada biuret dengan terjadinya reduksi phospomplibdat oleh tyrosyn dan tryptophan yang ada dalam protein.

Mikrobia di Dalam Rumen

Ekosistem mikrobia rumen merupakan suatu kondisi yang kompleks dan sangat tergantung dari pakan yang diberikan. Kondisi rumen bersifat anaerob dengan temperatur yang relatif konstan antara 38°C - 42°C dan pH berkisar antara 6,5 – 6,8 yang dipertahankan oleh adanya sistem saliva yang berfungsi sebagai buffer (Van Soest, 1994).

Amonia di Dalam Rumen

Amonia dari cairan rumen berasal dari degradasi protein pakan dan NPN oleh mikrobia proteolitik. Degradasi protein menjadi amonia dimulai dengan hidrolisis proteni menjadi peptida dan beberapa asam amino, selanjutnya degradasi protein menjadi asam amino dan deaminasi asam amino lalu menjadi amonia (Orskov, 1990).

Faktor yang Mempengaruhi Jumlah Protein Mikrobia di Dalam Rumen

Dalam laju jumlah protein mikrobia diperlukan amonia, asam amino, dan mineral seperti P, sulfur, dan kalsium (Orskov, 1990), ketersediaan rantai karbon dan N amonia untuk mengoptimalkan sintesus protein mikrobia, konsentrasi protein mikrobia sebagai keseimbangan antara laju produksi amonia dari pakan dan senyawa endogenous sebagai pertumbuhan mikrobia (Leng, 1985).

Faktor yang Mempengaruhi Jumlah Protein Enzim di Dalam Rumen

Jumlah protein enzim dipengaruhi oleh suhu, jumlah substrat, konsentrasi enzim, pH, lama inkubasi, dan jenis mikroorganisme (Widyantoro et al., 1987).

Faktor yang Mempengaruhi Jumlah NH₃ di Dalam Rumen

Konsentrasi amonia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain stabilitas dan laju degradasi pakan (Widyobroto et al., 1994), level N dalam ransum, waktu pengosongan rumen, dan absorbsi amonia, presentase dan degradabilitas protein pakan serta kelarutan senyawa nitrogen pakan (Preston dan Leng, 1985).

Kadar Standar Amonia di dalam Rumen

Konsentrasi amonia cairan rumen 1–34 mg/100ml sedangkan untuk pertumbuhan maksimum dan aktivitas mikrobia diperlukan cairan rumen sebesar 5–50 mg/100ml cairan rumen (Bond, 1987). Sedangkan hasil yang diperoleh dalam praktikium sangat besar bila dibandingkan dengan dasar teorinya yakni sebesar 149,76 mg/ml, perbedaan kadar dapat disebabkan oleh tercemarnya lingkungan anaerob di dalam rumen oleh lingkungan aerob yang berada di luar rumen dalam waktu yang cukup lama sehingga terjadi kontaminasi.

Kadar Standar Enzim di dalam Rumen

Pada hasil praktikum diperoleh kadar enzim dalam rumen sebesar 1163,2 mg/ml sedangkan menurut Bond (1987) kadar enzim dalam rumen sebesar 1-56 mg/100ml. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh berbagai faktor diantaranya suhu, jumlah substrat, konsentrasi enzim, pH, lama inkubasi, dan jenis mikroorganisme (Widyantoro et al., 1987).

Kadar Standar Protein Mikrobia

Kadar protein mikrobia pada praktkum kali ini sebesar 255,904 mg/ml sedangkan menurut Bond (1987) kadar protein mikrobia sebesar 50-100 mg/ml. Perbedaan ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya amonia, asam amino, dan mineral seperti P, sulfur, dan kalsium (Orskov, 1990).

Kesimpulan

Pada hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi sintesis protein MO adalah ketersediaan prekursor dalam konsentrasi yang cukup dalam rumen, kelarutan dan tingkat degradasi protein pakan sebagai sumber N, ketersediaan energi total hasil fermentasi dalam rumen untuk menunjang pertumbuhan mikro organisme secara maksimal, kecepatan absorbsi amonia dan asam amino, tingkat konsumsi pakan, laju aliran partikel dalam rumen. Disamping itu, keadaan atau suasana (aerob atau anaerob) mempengaruhi banyak sedikitnya konsentrasi protein mikrobia dan protein enzim,. Semakin anaerob suasana maka semakin banyak mikrobia yang tumbuh seperti dalam keadaan sebenarnya yaitu di rumen dan jika suasana semakin aerob maka banyak mikrobia anaerob yang mati sehingga menyebabkan konsentrasi protein semakin kecil. Hal lain terjadi pada amonia semakin banyak gas amonia di dalam rumen maka banyak bakteri yang mati.

Daftar Pustaka

Aorora, S. P. 1989. Pencemaran Mikrobia pada Ruminansia. Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Bondi. A. A. 1987. Animal Nutrition. John Willey and Sons Publ, New York.

Curch, DC. 1998. The Rminant Digestive Pysiologi and Nutrition, By Prentice Hall. Adlivision of Simon and Scucter Englowood Ctifts. New Jersey.

Hartadi, Hari, Soedomo Reksohadi Prodjo dan Allen D Tillman. 1990. Tabel Komposisi Pakan untuk Indonesia. University Press. Cetakan ke-2.

Leng, R. A. 1985. Determining Yhe Nutritive Value of Roghage. In: Forage in South Pacific Agriculture. Proceeding of International Research Rodent Print Silvater, NSW.

Orskov, E. R, and M. Ryle. 1990. Energy Nutrition in Ruminant. Elsevier Applied Science London.

Page, S.D dan Soendoro. 1981. Prisip-prinsip Biokimia. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Preston,T. R and R. A. Leng. 1987. Matching Ruminant ProductionSystem Watnh Available Resources in The Tropic and Subtropic Preambule Books, Amidale.

Van Soest, P. J. 1994. Nutritional Ecology of The Ruminan. Cornel University, New York.

Widyobrono, B. P., S. Padmowisono, dan R. Utomo. 1994. Pendugaan Kualitas Protein Bahan Pakan untuk Ternak Ruminansia. Laporan Penelitian Fakultas Peternakan Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.

Widyantoro, R. Utomo, dan M. Soejono. 1987. Study Penggunaan Kertas Bekas Sebagai Sumber Glukosa untuk Sintesa Protein Mikrobia secara In Vitro. Proceeding Limbah Pertanian Sebagai Pakan dan Manfaat Lainnya.

Lampiran

Protein Mikrobia

            Diketahui: Absorbansi sampel      : 0,989

                              Absorbansi blanko        : 0,102

Y                                       : 0,989 – 0,102 = 0,887

                             

            Ditanyakan : kadar protein (X)

Jawab:

Y = absorbansi sampel – absorbansi blanko

   = 0,989 – 0,102 = 0,887

Y = 0,025 X + 0,0146

X = Y – 0,0146

          0,025

X = 0,087 – 0,0146

            0,025

X = 348,96 mg/ml

X = 348,96 mg/ml x 1,1 ml

X = 383,856 mg

X dalam 1 ml rumen = 383,856 mg = 255,904 mg/ml

                                           1,5 ml

Protein Enzim

            Diketahui: Absorbansi sampel      : 0,998

                              Absorbansi blanko        : 0,111

Y                                       : 0,998 – 0,111 = 0,887

                             

            Ditanyakan : kadar protein (X)

Jawab:

Y = absorbansi sampel – absorbansi blanko

   = 0,998 – 0,111 = 0,887

Y = 0,025 X + 0,0146

X = Y – 0,0146

          0,025

X = 0,087 – 0,0146

            0,025

X = 348,96 mg/ml

X = 348,96 mg/ml x 5 ml

X = 1.744,8 mg

Dalam 1 ml rumen maka terdapat 1163,2 mg/ml

Protein Amonia

            Diketahui: Absorbansi sampel      : 0,805

                              Absorbansi blanko        : 0,416

Y                                       : 0,805 – 0,416 = 0,389

                             

            Ditanyakan : kadar protein (X)

Jawab:

Y = absorbansi sampel – absorbansi blanko

   = 0,805 – 0,416 = 0,389

Y = 0,025 X + 0,0146

X = Y – 0,0146

          0,025

X = 0,389 – 0,0146

            0,025

X = 149,76 mg/ml

X = 348,96 mg/ml