BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Sistem
pencernaan pada ternak ruminansia seperti pada ternak pada umumnya berfungsi
untuk mencerna bahan pakan, menyerap zat-zat makanan dan mengeluarkan sisa
pakan. Lingkaran saluran pencernaan dipengaruhi oleh jenis bahan yang
dikonsumsi. Pakan utama rumninansia adalah hijauan. Pakan hijauan umumnya
berciri amba (bulky) dan tinggi serat kasarnya. Keistimewaan ruminansia
terletak pada sistem pencernaannya yang mampu memanfaatkan bahan makanan
berserat kasar tinggi. Kemampuannya dalam mencerna bahan makanan berserat kasar
tinggi, terletak pada rumen yang berfungsi mencerna serat kasar secara
fermentasi dengan bantuan mikroba rumen.
Pada
ternak yang mendapat pakan serat, perkembangan bakteri pencerna serat perlu ditingkatkan.
Di dalam rumen ada tiga jenis mikroorganisme, yaitu bakteri, protozoa, dan
fungi. Pakan dengan kualitas rendah menyebabkan kontribusi mikroba pada ternak
semakin besar, sedangkan pada kondisi pakan miskin akan nutrisi populasi
protozoa cenderung menekan perkembangan bakteri dan fungi karena protozoa tidak
mendapat pakan yang layak bagi dirinya, padahl kedua golongan mikroba ini
sangat dibutuhkan dalam pencernaan serat kasar, sehingga keberadaan protozoa
harus terkontrol terutama di daerah pakan berkualitas rendah.
Salah
satu usaha untuk mengontrol populasi protozoa (fauna) dalam rumen adalah dengan
defaunasi. Defaunasi adalah penghilangan sebagian atau keseluruhan populasi
protozoa rumen dalam rangka meningkatkan kemampuan ternak untuk memanfaatkan
pakan kualitas rendah. Berdasarkan penelitian, defaunasi total secara kimiawi
dapat menimbulkan keracunan pada ternak, defaunasi parsial dengan bahan alami
relatif lebih aman dan hanya mengurangi sebagian dari seluruh populasi protozoa
dalam rumen.
Di
dalam rumen terdapat populasi mikroba yang cukup banyak jumlahnya. Misalnya,
kehadiran fungi dalam rumen diakui sangat bermanfaat bagi pencernaan pakan
serat karena dia membentuk koloni pada jaringan selullosa pakan. Rizoid fungi
tumbuh jauh menembus sel tanaman sehingga pakan lebih terbuka untuk dicerna
oleh enzim bakteri rumen.
Untuk mwngtahui informasi
lebih banyak mengenai mikroba rumen dan proses fermentasinya, dapat dipelajari
dalam makalah ini.
1.2. Rumusan
Masalah
Pada makalah
ini akan dibahas mengenai :
-
Klasifikasi Mikroba dalam rumen
- Proses
Fermentasi oleh Mikroba dalam Pencernaan Ruminansia
- Sifat dan
Cara Kerja Mikroba dalam mencerna bahan makanan
- Faktor yang mempengaruhi kehidupan mikroba rumen dan interaksi antar
mikroba
1.3. Tujuan
- Mengetahui
Klasifikasi mikroba dalam rumen
- Mengetahui
proses fermentasi oleh Mikroba dalam pencernaan ruminansia
- Mengetahui
sifat dan cara kerja mikroba dalam mencerna bahan makanan
- Mengetahui
faktor yang mempengaruhi kehidupan mikroba rumen dan interaksi antar mikroba
1.4. Manfaat
Dengan mempelajari mikroba yang terdapat pada lambung ruminansia berikut
proses fermentasinya, maka diperoleh pemahaman mengenai jenis bahan makanan apa
saja yang digunakan oleh bakteri untuk hidup, sehingga pakan yang diberikan
dicerna secara optimal oleh mikroba rumen.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Sistem
Pencernaan Ruminansia
Sistem
Pencernaan Herbivora berdasarkan pada kegiatan
Mikroorganisme dan dapat
dibedakan menjadi ruminansia dan pseudoruminansia (Pada Saecum & Colon). Saluran pencernaan ruminansia terdiri dari mulut, Esofagus, Lambung: Rumen, Retikulum, Omasum,
Abomasum.
Setiap organ atau kelenjar dalam pencernaan memiliki fungsi masing –
masing, terutama untuk membuat suasana lambung optimal dalam mencerna makanan.
Pencernaan pada ruminansia memanfaatkan enzim – enzim yang dikeluarkan oleh
mikroba atau disebut dengan fermentasi.
Proses Pencernaan pertama terjadi di mulut. Di mulut, terjadi pencernaan
mekanis yang dibantuu dengan saliva. Saliva berfungsi
untuk membantu penelanan, buffer (ph
8,4 – 8,5), dan suplai nutrien mikroba (70% urea).
Esophagus merupakan penghubung anatara mulut dan lambung dimana terjadinya pencernaan
fermentative. Keuntungan pencernaan secara
fermentative diantaranya dapat makan cepat dan menampung pakan
banyak, dapat mencerna pakan kasar : sumber energi (VFA), dan dapat menggunakan NPN sebagai sumber
protein. Sayangnya, banyak energi terbuang sebagai gas metan dan protein nilai hayati tinggi didegradasi menjadi amonia.
- Rumen
Terletak di sebelah kiri
rongga perut. Permukaan dilapisi papila (papila
lidah) yang memperluas permukaan untuk absorbsi. Terdiri 4 kantong (saccus) dan terbagi
menjadi 4 zona.
- Kondisi
- BK isi rumen : 10 -15%
- Temperatur : 39-40ºC
- pH = 6,7 – 7,0
- BJ = 1,022 – 1,055
- Gas: CO2, CH4, N2,
O2, H2, H2S
- > mikroba: bakteri, protozoa, jamur
- Anaerob
- Fungsi
- Tempat fermentasi oleh mikroba rumen
- Absorbsi : VFA, amonia
- Lokasi mixing
- Pembagian Zona Di Dalam Rumen
- Pembagian Mikrobiologis:
- Zona gas : CO2, CH4, H2, H2S, N2, O2
- Zona apung (pad zone) : Ingesta yang mengapung (ingesta baru dan mudah dicerna)
- Zona cairan (intermediate zone) : cairan dan absorbsi metabolit yang terlarut dalam cairan (>> mikroba)
- Zona endapan (high density zone) : ingesta tidak dapat dicerna dan benda-benda asing
Fungsi:
- Tempat fermentasi oleh mikroba
rumen
- Tempat absorpsi VFA, amonia
- Menyimpan bahan makanan→
fermentasi
- Lokasi mixing ingesta
- Retikulum
Secara fisik tidak terpisahkan dari
rumen. Memiliki lipatan-lipatan esofagus yang merupakan lipatan
jaringan yang langsung dari esofagus ke omasum, Permukaan dalam memiliki papila seperti sarang laba-laba (honey comb) perut jala.
- Fungsi
- tempat fermentasi
- membantu proses ruminasi
- mengatur arus ingesta ke omasum
- Absorpsi hasil fermentasi
- tempat berkumpulnya benda-benda asing
- Omasum
Terletak di sebelah kanan (retikulum) garis median (disebelah rusuk 7-11). Bentuknya ellips, permukaan dalam
berbentuk laminae dan disebut perut buku
(pada lamina terdapat papila untuk absorpsi). Pada organ
tersebut terjadi penyerapan air, amonia, asam lemak terbang dan elektrolit.
Pada organ ini dilaporkan juga menghasilkan amonia dan mungkin asam lemak
terbang (Frances dan Siddon, 1993).
- Fungsi
- Grinder dan Filtering
- Fermentasi
- Absorpsi
Pada Abomasum, Intestinum, dan
Colon terjadi Pencernaan secara enzimatis.
- Sekum Dan Kolon
Sekum dan
kolon berbentuk tabung berstruktur sederhana, kondisinya sama dengan rumen.
- Fungsi
- fermentasi oleh mikroba
- Absorpsi VFA dan air → kolon
- Konsentrasi VFA pada sekum: 7 mM, kolon: 60 mM (rumen = 100 – 150 mM)
Pada
sistem pencernaan ternak ruminasia terdapat suatu proses yang disebut memamah
biak (ruminasi). Pakan berserat (hijauan) yang dimakan ditahan untuk sementara
di dalam rumen. Pada saat hewan beristirahat, pakan yang telah berada dalam
rumen dikembalikan ke mulut (proses regurgitasi), untuk dikunyah kembali
(proses remastikasi), kemudian pakan ditelan kembali (proses redeglutasi).
Selanjutnya
pakan tersebut dicerna lagi oleh enzim-enzim mikroba rumen. Kontraksi
retikulorumen yang terkoordinasi dalam rangkaian proses tersebut bermanfaat
pula untuk pengadukan digesta inokulasi dan penyerapan nutrien. Selain itu
kontraksi retikulorumen juga bermanfaat untuk pergerakan digesta meninggalkan
retikulorumen melalui retikulo-omasal orifice (Tilman et al. 1982).
2.2 Mikroba
Rumen
Adanya mikroba dan aktifitas
fermentasi di dalam rumen merupakan salah satu karakteristik yang membedakan
sistem pencernaan ternak ruminansia dengan ternak lain. Mikroba tersebut sangat
berperan dalam mendegradasi pakan yang masuk ke dalam rumen menjadi produk-produk
sederhana yang dapat dimanfaatkan oleh mikroba maupun induk semang dimana
aktifitas mikroba tersebut sangat tergantung pada ketersediaan nitrogen dan
energi (Yan Offer dan Robert 1996). Kelompok utama mikroba yang berperan dalam
pencernaan tersebut terdiri dari bakteri, protozoa dan jamur yang jumlah dan
komposisinya bervariasi tergantung pada pakan yang dikonsumsi ternak (Preston
dan Leng 1987).
Mikroba rumen membantu ternak
ruminansia dalam mencerna pakan yang mengandung serat tinggi menjadi asam lemak
terbang (Volatile Fatty Acids = VFA’s)
yaitu asam asetat, asam propionat, asam butirat, asam valerat serta asam
isobutirat dan asam isovalerat. VFA’s diserap melalui dinding rumen dan
dimanfaatkan sebagai sumber energi oleh ternak. Sedangkan produk metabolis yang
tidak dimanfaatkan oleh ternak yang pada umumnya berupa gas akan dikeluarkan
dari rumen melalui proses eruktasi (Barry, Thomson dan Amstrong 1977).
Namun yang lebih penting ialah
mikroba rumen itu sendiri, karena biomas mikroba yang meninggalkan rumen
merupakan pasokan protein bagi ternak ruminansia. Sauvant, Dijkstra dan Mertens
(1995) menyebutkan bahwa 2/3 – 3/4 bagian dari protein yang diabsorbsi oleh
ternak ruminansia berasal dari protein mikroba. Produk akhir fermentasi protein
akan digunakan untuk pertumbuhan mikroba itu sendiri dan digunakan untuk
mensintesis protein sel mikroba rumen sebagai pasok utama protein bagi ternak
ruminansia.
Kualitas pakan yang rendah seperti
yang umum terjadi di daerah tropis menyebabkan kebutuhan protein untuk ternak
ruminansia sebagian besar dipasok oleh protein mikroba rumen. Soetanto (1994)
menyebutkan hampir sekitar 70 % kebutuhan protein dapat dicukupi oleh mikroba
rumen.
Rumen
merupakan ekosistem yang mengandung komponen biotic dan abiotik. Komponen
Biotik adalah mikroba rumen dengan populasi berkisar antara 1010
sampai 1012 sel/ml cairan rumen (Ogimoto dan Imai, 1981) Mikroba
Rumen sangat diperlukan dalam proses pencernaan. Rumen mempunyai kondisi
lingkungan yang baik untuk kehidupan mikroba. Temperatur di dalam rumen
berkisar antara 38O – 42O sedangkan pH rata – ratanya 6.8
atau berkisar antara 6 – 7. Mikroba yang ada di dalam rumen terdapat pada
partikel makanan, dalam cairan rumen dan menempel pada dinding rumen.
Mikroba
rumen diklasifikasikan menjadi bakteri, protozoa dan fungi. Meskipun aktifitas
metabolismenya sama namun jumlah masing-masing spesies berbeda tergantung bahan
pakan yang dikonsumsi. Volume mikroba rumen kurang lebih 3,6% dari total cairan
rumen yang terdiri dari 50% siliata dan 50% bakteri ukuran kecil.
- Bakteri Rumen
Bakteri
memiliki populasi terbanyak antara 109-1010 sel/mil
cairan rumen ukurannya berkisar antara 0.3 - 50 µm. Bakteri tersebut berbentuk
spiral (Streptococcus) dan yang berbentuk batang (Eubakterium) dan bakteri yang
berbentuk bulat.
Bakteri
bentuk batang dan spiral hidup secara anaerob sedangkan bentuk coccus gram
negative ada yang hidup aerob. Selain itu ada juga bakteri fakultatif yaitu
bakteri yang dapat hidup pada kondisi sedikit oksigen misalnya streptococcus. Bakteri
ini biasanya terdapat dalam dinding rumen.
Beberapa jenis bakteri yang dilaporkan oleh Hungate
(1966) adalah :
- bakteri pencerna selulosa (Bakteroidessuccinogenes, Ruminococcus flavafaciens, Ruminococcus albus, Butyrifibriofibrisolvens),
- bakteri pencerna hemiselulosa (Butyrivibrio fibrisolvens,Bakteroides ruminocola, Ruminococcus sp),
- bakteri pencerna pati (Bakteroides ammylophilus, Streptococcus bovis, Succinnimonas amylolytica),
- bakteri pencerna gula (Triponema bryantii, Lactobasilus ruminus),
- bakteri pencerna protein (Clostridium sporogenus, Bacillus licheniformis).
- Protozoa Rumen
Berdasarkan
fungsinya terdapat beberapa kelompok protozoa yaitu kelompok protozoa pencerna
protein (misal Ophryoscolex Caudatus), pencerna selulosa, hemiselulosa dan pati
(antara lain diplodonium ostracodinium). Kelompok protozoa pencerna selulosa,
glukosa, pati dan sukrosa antara lain diplodinium polyplastron.
Kelompok
protozoa pencerna gula, glukosa, pati dan pectin antara lain isotricha
intestinalis. Kelompok protozoa pencerna maltosa, glukosa, selobiose antara
lain dasytricha ruminantrium. Kelompok protozoa pencerna maltosa, pati dan
sukrosa antara lain entodinnium caudatum.
Protozoa
hidup anaerob oleh karena itu apabila kadar oksigen dalam oksigen tinggi maka
protozoa akan mati karena tidak dapat membuat ciestee. Populasi protozoa
tertinggi apabila makanan yang dikonsumsi ternak mengandung banyak gula
terlarut yaitu mencapai 4x106 sel/ml cairan rumen. Apabila
kekurangan gula terlarut popolasi akan mencapai titik terendah yaitu 105
sel/ml (preston dan Leng 1987) oleh karena itu total biomassa protozoa hampir
sama dengan total biomasa bakteri.
Populasi
yang terbanyak adalah ciliate yaitu berkisar antara 105 – 106
sel / ml (pada kondisi ternak sehat), sedangkan populasi flagelata berkisar
antara 102-104 sel/ml, dengan ukuran berkisar antara 4,0
sampai 15,0 µm (ogimoto dan imai, 1981;jouany,1991) populasi protozoa lebih
rendah daripada bakteri, tetapi ukurannya lebih besar. McDonald (1988),
Yokoyama dan Johnson (1988) mengemukakan bahwa panjang protozoa berkisar antara
20 antara 200 µm, oleh karena total biomassa protozoa hampir sama dengan total
biomassa bakteri. Menurut Hungate (1966) Protozoa dibagi berdasarkan
morfologinya, yaitu :
- Holotrichs yang mempunyai silia hampir diseluruh tubuhnya dan mencerna karbohidrat yang fermentabel.
- Oligotrichs yang mempunyai silia sekitar mulut umumnya merombak karbohidrat yang lebih sulit dicerna (Arora, 1989).
- Fungi Rumen
Fungi rumen
bersifat anaerob yang terdapat dalam rumen sebagian besar mencerna serat kasar.
Populasinya berjumlah 103-105 sel/ml cairan rumen
(Jouany,1991 yang dikutip oleh Nur Kasim Suwardi, 2000). Meskipun populasinya
sedikit, namun sangat berperan dalam mencerna serat kasar. Fungi Rumen sangat
efektif mdalam melonggarkan ikatan jaringan tanaman dan diperkirakan menjadi
mikroba rumen pertama yang mencerna struktur tanaman.
Menurut
pendapat Preston dan Leng, 1987, Fungi akan memecah ikatan hemiselulosa-lignin
dan melarutkan pelindung lignin, tapi tidak mendegradasi lignin. Komponen
tanaman dari berbagai hijauan menyebabkan peningkatan yang besar populasi
fungi. Secara in vitro, perkembangan aktivitas fungi rumen dihambat oleh
bakteri rumen karena pemanfaatan N dan asam laktat oleh bakteri.
Fungi
terdiri dari Yeast (ragi) seperti Saccharomyces dan Mould (Jamur). Untuk
hidupnya, jamur seperti Neocallimastix frontalis, Piramonas communis, dan
Sphaeromonas communis, membutuhkan kondisi anaerob.
2.3 Penunjang Aktivitas Mikroorganisme Rumen
- Konsentrasi Amonia
Penurunan konsentrasi amonia dalam
rumen dapat dilihat dari penurunan konsumsi pakan akibat menurunnya proses
perombakan komponen pakan oleh mikroba. Konsentrasi amonia untuk degradasi
optimum pakan berserat harus di atas 200 mg/liter cairan rumen (Preston dan
Leng, 1987). Penggunakan sumber‐sumber nitrogen yang mudah difermentasi (fermentable nitrogen) seperti urea
dan amonia pada dasarnya bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi amonia cairan
rumen. Kadar amonia minimum dalam meningkatkan efisiensi pemanfaatan
karbohidrat mudah terfermentasi (fermentable carbohydrate) untuk pertumbuhan
mikroba direkomendasikan sebesar 50 mg/liter, akan tetapi jumlah ini terlalu
rendah untuk pencernaan optimum pakan berserat
Pemberian urea dalam air minum hanya
dapat dilakukan jika konsentrasi amonia cairan rumen sangat rendah (〈50 mg/liter) dan amonia diasumsikan
sebagai faktor pembatas utama penurunan pertumbuhan dan aktivitas mikroba. Pemanfaatan amonia sangat tergantung pada ketersediaan faktor lain seperti
kerangka karbon yang berasal dari karbohidrat mudah terfermentasi
- Mineral
Kandungan sulfur yang rendah
menyebabkan penurunan nafsu makan ternak akibat menurunnya kemampuan mikroba
rumen mendegradasi pakan berserat.
2.4 Interaksi
Antar Mikroba Rumen
Apabila
kualitas pakan kurang baik dan terus berlangsung dalam waktu lama, protozoa dan
bakteri rumen akan bekerja secara antagonistik. Artinya, kedua mikroba tersebut
salingbersiang dalam memanfaatkan bahan – bahan yang ada dalam makanan
terlarut. Protozoa akan memakan bakteri sebagai sumber protein untuk hidupnya.
Dalam satu jam, protozoa dapat memakan 41.610 sel bakteri pada kepadatan 109
sel/ml cairan rumen sehingga 50 – 90% dari populasi total bakteri berkurang.
Idealnya, perbandingan antara bakteri dan protozoa adalah 1010
banding 106 sel/ml cairan rumen tergantung pada jeniiis dan bahan
pakan yang diberikan.
2.5 Fermentasi
Mikroba Rumen
Bentuk anatomi dan fungsi fisiologis rumen menempatkan ternak ruminansia
pada peranannya yang sangat penting sebagai ternak yang paling efisien dalam
menggunakan bahan makanan murah dan tidak bersaing dengan kepentingan manusia.
Rumen merupakan bagian terbesar dari perut ruminansia. Di dalam rumen
terdapat sejumlah mikroba yang memungkinkan ternak memanfaatkan
komponen-komponen yang tidak dapat dicerna oleh enzim perut dan disebut dengan
fermentasi. Fermentasi oleh mikroba rumen misalnya hidrolisis karbohidrat
menjadi monosakarida dan disakarida kemudian di fermentasi menjadi asam asetat,
propionate dan butirat. Sedangkan protein sebagian besar dirombak menjadi
peptide, asam amino, ammonia, dan VFA yang selanjutnya disintesis menjadi sel
mikroba untuk kemudian dicerna dalam usus. Lemak akan dihirolisis menjadi asam
lemak dan gliserol.
Mikroba juga membentuk vitamin B komplek. Mikroba juga membentuk asam amino
yang mengandung sulfur dari sulfur anorganik sebagai sumber NPN. Tidak semua
mikroba perombak N dapat memanfaatkan ammonia beberapa jenis hanya menggunakan
peptide dan asam amino. Namun sebagian besar mikroba menggunakan ammonia untuk
membentuk protein tubuhnya. Menurut Satter dan Slytter, biosintesis tertinggi
protein mikroba dicapai pada konsentrasi ammonia sekitar 50 mg/l cairan rumen.
Fermentasi adalah perubahan kimia dari molekul – molekul kompleks menjadi
molekul sederhana sehingga lebih mudah dicerna oleh aktivitas enzim. Aktivitas
fermentasi mikroba tergantung sama ketersediaan substrat yang diperlukan untuk
hidup, berkembang, dan beraktivitas, tergantung jumlah dan mutu pakan.
Fermentasi mikroba rumen terdiri dari Fermentasi Karbohidrat, Fermentasi
Protein, dan Fermentasi Lemak.
- Fermentasi Karbohidrat
Karbohidrat
dapat diperoleh dari Serat Kasar yang terdiri dari Selulosa, Hemiselulosa, dan
Pati. Bakteri Pencerna selulosa, seperti Ruminococcus albus, Butyrovibrio
fibrisolvens, dan Clostridium lockheadii, akan menghidrolisis selulosa dari
pakan berserat kasar. Oleh karena itu, kadar serat kasar minimal 15% dari BK
ransum. Bakteri pencerna Hemiselulosa, misalnya Bacteroides ruminicola, akan
mencerna pentose, heksosa, dan asam uronat. Sedangkan bakteri pencerna pati
seperti Lactobacillus ruminatum, penting untuk memanfaatkan N dari NPN dalam
ransum yang biasa terdapat pada biji – bijian dan konsentrat.
- Fermentasi Protein
Protein
pakan di dalam rumen akan mengalami hidrolisis oleh enzim proteolitik menjadi
asam amino dan oligopeptida. Selanjutnya asam asam amino mengalami katabolisme
lebih lanjut menghasilkan amonia, VFA dan CO2. Amonia menjadi sumber
nitrogen utama untuk sintesis de novo asam-asam amino bagi mikroba rumen.
Proses metabolisme tersebut mengungkapkan bahwa nutrisi protein ternak ruminan
sangat tergantung pada proses sintesis protein mikroba rumen. Produk hidrolisa
protein sebagian besar akan mengalami 15 katabolisme lebih lanjut (deaminasi),
sehingga dihasilkan amonia (NH3). Amonia asal perombakan protein
pakan tersebut sangat besar kontribusinya terhadap amonia rumen. Diperlukan
kisaran konsentrasi amonia tertentu untuk memaksimumkan laju sintesa protein
mikroba. Karena itu kelarutan dan degradibilitas protein pakan sangat penting
untuk diketahui (Arora, 1989).
Amonia
(NH3) merupakan produk utama dari proses deaminasi asam amino dan kucukupannya dalam rumen untuk memasok sebagian besar N untuk
pertumbuhan mikroba merupakan prioritas utama dalam mengoptimalkan fermentasi
hijauan (Leng, 1990).
Menurut
Haryanto (1994), konsentrasi amonia di dalam rumen ikut menentukan efisiensi
sintesa protein mikroba yang pada gilirannya akan mempengaruhi hasil fermentasi
bahan organik pakan. Konsentrasi amonia sebesar 50 mg/100ml (setara dengan 3.57
mM/L) di alam cairan rumen dapat dikatakan optimum untuk menunjang sintesa
protein mikroba rumen (Satter dan Slyter, 1974), sedangkan kadar amonia yang
dibutuhkan untuk menunjang pertumbuhan mikroba rumen yang maksimal berkisar
antara 4-12 mM (Erwanto et al. 1993). Pengamatan secara in vivo yang dilakukan
oleh Mehrez et al. (1977), kadar amonia cairan rumen yang optimal untuk
pertumbuhan mikroba yang maksimal adalah 16,79 mM. Konsentrasi amonia
menggambarkan kecepatan produksi dari pencernaan nitrogen.
Produk
akhir degradasi purin dan pirimidin pada ruminansia adalah alantoin
(Arora,1995), terutama berasal dari mikroba rumen dan dalam jumlah kecil
berasal dari jaringan hewan atau disebut alantoin endogen. Kadar alantoin
endogen semakin kecil bila suplai alantoin eksogen meningkat. Alantoin, asam
urat, xanthin dan hipoxanthin merupakan produk degradasi purin yang dapat
dideteksi dalam urin. Alantoin dalam urin dapat digunakan untuk mengestimasi
besarnya penyedia protein mikroba rumen terhadap induk semangnya. Jika ekskresi
alantoin dalam urin tinggi, ini berarti bahwa protein
banyak yang diserap oleh mikroba rumen dan terjadi
proses katabolisme.
Ekskresi
turunan purin di dalam urin dapat dijadikan indikator pasokan protein asal
mikroba rumen untuk ternak induk semang, dan kadar alantoin yang didapat pada
umumnya 2.13 mmol hari-1. Suplai protein meningkat seiring dengan 16
meningkatnya kadar alantoin. Ekskresi alantoin berbanding lurus dengan alantoin
mikroba rumen yang diserap, jika diasumsikan perbandingan protein dengan
alantoin dalam populasi mikroba rumen adalah tetap. Sintesis protein mikroba
rumen dapat diestimasi dengan menggunakan persamaan Y = 1.995 + 3.8799 X (Chen
et al. 1992).
Probiotik
Fuller (1989) mendefinisikan probiotik sebagai pakan pelengkap mikroba
hidup yang dapat memberikan keuntungan bagi induk semang melalui perbaikan
keseimbangan mikroba rumen dalam saluran pencernaan. Probiotik dapat terdiri
atas satu atau beberapa strain mikroba dan dapat diberikan pada ternak dalam
beberapa bentuk yaitu bentuk tepung, tablet, kapsul, pasta, dan cairan. Wallace
(1994) memberikan definisi bahwa probiotik adalah mikroba hidup atau kultur
mikroba hidup berupa pakan imbuhan yang memberikan efek keuntungan bagi ternak
dan bertujuan untuk memperbaiki keseimbangan mikroba rumen. Probiotik sebagai
pakan pelengkap, karena mikroba merupakan protein microbial. Probiotik sebagai
pakan imbuhan, karena probiotik tersebut tidak melengkapi zat-zat makanan
ransum.
Probiotik merupakan hasil bioteknologi nutrisi ruminansia yaitu dapat
dengan cara rekombinasi informasi genetic dari dua genotip menjadi genotip baru
dan dengan cara biotransfer. Biotransfer dapat melalui pakan imbuhan dan dapat
dengan inokulasi bakteri rumen dari ternak donor kepada ternak resipien
(Wallace, 1994; Winugroho et al . ,1994). Pemberian melalui pakan
imbuhan ada dua macam yaitu pertama dengan memasukkan antibiotic untuk menekan
pertumbuhan mikroba tertentu dan kedua dengan memasukkan probiotik untuk
merangsang pertumbuhan mikroba rumen serta aktivitas fermentasi.
Penggunaan ragi Saccharomyces cerevisiae sebagai probiotik yaitu
pada CYC-100 dari Korea. Populasi ragi 4,71 x 108 sel/g. S.cerevisiae
memanfaatkan oksigen di dalam rumen, sehingga kondisi rumen lebih anaerob,
dengan demikian memungkinkan berkembangnya mikroba rumen terutama bakteri
selulolitik.
Pencernaan adalah proses pemecahan partikel makro menjadi partikel yang
ukurannya lebih kecil lagi dan diikuti dengan proses fermentasi dan penyerapan
baik dalam rumen maupun usus. Proses pencernaan pada ternak ruminansia dapat
terjadi secara mekanis dalam mulut, fermentatif oleh mikroba rumen, dan secara
hidrolitis oleh enzim-enzim pencernaan hewan induk semang.
Ruminansia termasuk hewan
poligastrik, yaitu hewan yang memiliki banyak lambung. Lambungnya sendiri
terdiri dari rumen, retikulum, omasum, dan abomasum. Pencernaan secara
mikrobial sendiri terjadi pada rumen dan retikulum dan pencernaan enzimatik
terjadi pada abomasum. Hal inilah yang menjadi perbedaan
Sistem Pencernaan antara ternak ruminansia dan non – ruminansia.
Organ yang paling berperan dalam
sistem pencernaan ruminansia adalah Rumen karena memiliki populasi mikroba
rumen yang mengeluarkan enzim – enzim tertentu yang berfungsi untuk
mendegradasi bahan makanan.
Mikroba Rumen bekerja berdasarkan
Jenis dan Bahan Pakan yang diberikan kepada ternak. Pada dasarnya mikroba rumen
dibagi menjadi 3 jenis, yaitu Bakteri, Protozoa, dan Fungi.
A. Bakteri
Diklasifikasikan berdasarkan
substrat utama yang digunakan. Di bawah ini adalah Bakteri – bakteri tersebut
adalah :
(a) bakteri pencerna
selulosa
Contoh :
Bakteroidessuccinogenes, Ruminococcus flavafaciens, Ruminococcus albus,
Butyrifibriofibrisolvens
(b) bakteri pencerna hemiselulosa
Contoh : Butyrivibrio
fibrisolvens, Bakteroides ruminocola, Ruminococcus sp
(c) bakteri pencerna pati
Contoh : Bakteroides
ammylophilus, Streptococcus bovis, Succinnimonas amylolytica
(d) bakteri pencerna gula
Contoh : Triponema bryantii,
Lactobasilus ruminus
(e) bakteri pencerna
protein
Contoh : Clostridium
sporogenus, Bacillus licheniformis
B. Protozoa
Protozoa diklasifikasikan berdasarkan morfologinya sebab mudah dilihat
berdasarkan penyebaran silianya.
- Protozoa Berdasarkan morfologi
Holotrichs : mempunyai silia hampir diseluruh
tubuhnya dan mencerna karbohidrat yang fermentabel
Contoh karbohidrat yang
fermentable : Gula sederhana
Oligotrichs : mempunyai silia sekitar mulut umumnya merombak karbohidrat yang lebih sulit
dicerna
Contoh karbohidrat yang sulit
dicerna : Pati, Hemiselulosa, Lignin
- Protozoa Berdasarkan fungsi
- Kelompok protozoa pencerna protein : Ophryoscolex Caudatus
- Kelompok protozoa pencerna selulosa, hemiselulosa dan pati : Diplodonium ostracodinium
- Kelompok protozoa pencerna selulosa, glukosa, pati dan sukrosa: Diplodinium polyplastron.
- Kelompok protozoa pencerna gula, glukosa, pati dan pectin : Isotricha intestinalis
- Kelompok protozoa pencerna maltosa, glukosa, selobiose : Dasytricha ruminantrium.
- Kelompok protozoa pencerna maltosa, pati dan sukrosa : Entodinnium caudatum.
C.
Fungi
Fungi terbagi menjadi dua yaitu yeast (ragi) seperti Saccharomyces
dan Mould (Jamur). Fungi rumen sangat efektif dalam melonggarkan ikatan
jaringan (hemiselulosa-lignin) tanaman dan diperkirakan menjadi mikroba rumen
pertama yang mencerna struktur tanaman.
Rumen
merupakan habitat yang istimewa dan unik, karena didalamnya terdapat kehidupan
dari berbagai jenis mikroba termasuk berbagai spesies bakteri dan protozoa yang
berbeda-beda yang saling berinteraksi melalui suatu hubungan yang disebut
sebagai simbiosa. Jenis simbiosanya sendiri termasuk ke dalam jenis simbiosa
mutualisme (dengan catatan dalam kondisi yang terkendali).
Banyaknya
jenis mikroba rumen yang hidup di dalamnya dan masing-masing dari mikrobanya
itu sendiri memiliki produk fermentasi intermedier dan produk fermentasi akhir
yang bermacam-macam, menyebabkan kehidupan di dalam rumen menjadi sangat
kompleks dan terdapat interaksi dan interelasi yang luas antar mikroba rumen.
Bentuk interelasi tersebut sendiri dapat berupa ketergantungan akan substrat,
saling menguntungkan, ataupun dapat menjadi suatu kompetisi memperebutkan
substrat ataupun juga menjadi suatu hubungan yang merugikan.
Protozoa
dan bakteri dalam rumen akan bersaing dalam hal penggunaan pati dan gula
terlarut. Hal ini akan berakibat pada penurunan kecepatan fermentasi pati oleh
bakteri. Makanan utama dari protozoa adalah karbohidrat yang mudah larut. Pada
kondisi pakan SK tinggi, protozoa menjadi kurang mendapatkan makanan yang layak
baginya. Akibatnya protozoa menjadi banyak memangsa bakteri dalam rumen, yang
berakibat pada menurunnya jumlah bakteri yang pada akhirnya akan menurunkan
kecepatan dari fermentasi bahan pakan.
Protozoa
menggunakan bakteri sebagai sumber protein selain dari sumber protein dari
pakan untuk kelangsungan hidupnya. Sekitar 130 – 21200 bakteri ditelan oleh
protozoa dalam setiap jamnya pada kepadatan 109/ml. Aktivitas
protozoa memangsa bakteri selain berefek negatif, terdapat pula efek
positifnya. Efek positifnya sendiri, yaitu memberikan pasokan nitrogen (amonia,
asam-asam amino, dan peptida) dan asam-asam lemak rantai cabang yang merupakan
hasil lisis dari bakteri. Pada kondisi kekurangan makanan protozoa juga akan
memangsa protozoa-protozoa lain yang berukuran lebih kecil.
Pada
hewan yang telah menelan makanan SK tinggi, akan terjadi predasi bakteri
selulolitik dan fungi rumen oleh protozoa. Pengaruh dari predasi oleh protozoa
terhadap habitat rumen yang lainnya bergantung pada kondisi yang kompleks
dengan aspek utama kondisi yang berhubungan dengan pakan.
Interaksi
lainnya adalah antara fungi dengan bakteri pencerna SK adalah adanya
kemungkinan jamur mempunyai suatu kompetisi dengan bakteri yang lebih
bermanfaat dalam mendegradasi dinding dari sel tanaman.
BAB III
PENUTUP
Fermentasi adalah perubahan kimia dari molekul – molekul kompleks menjadi
molekul sederhana sehingga lebih mudah dicerna oleh aktivitas enzim. Pencernaan adalah proses pemecahan
partikel makro menjadi partikel yang ukurannya lebih kecil lagi dan diikuti
dengan proses fermentasi dan penyerapan baik dalam rumen maupun usus.
- Mikroba Rumen diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu Bakteri, Protozoa, dan Fungi.
- Proses Fermentasi terjadi di rumen dan setiap mikroba mendegradasi bahan pakan sesuai substratnya.
- Selulosa,hemiselulosa, pati, gula, dan protein didegradasi oleh Bakteri
- Multisubstrat seperti selulosa-hemiselulosa-pati, selulosa-glukosa-pati-sukrosa, gula-glukosa-pati-pectin, maltose-glukosa-selobiose, maltose-pati-sukrosa, dan protein didegradasi oleh protozoa
- Ikatan jaringan hemiselulosa-lignin dilonggarkan oleh fungi.
- Kehidupan mikroba dipengaruhi oleh kandungan ammonia, mineral, jenis dan jumlah pakan yang diberikan pada ternak, serta kehadiran probiotik.
- Interaksi antara fungi dengan bakteri serta protozoa dengan bakteri adalah antagonistic.