BAKTERI Escherichia Coli
TINJAUAN PUSTAKA Bakteri Escherichia coli
Escherichia coli adalah jenis spesies dari Escherichia yang merupakan genus dari famili Enterobacteriaceae yang terdiri dari organisme yang bisa tumbuh secara aerobik atau anaerobik dan mampu menggunakan karbon sederhana serta sumber nitrogen. Pada media inkubasi agar dengan suhu 37ºC selama 24 jam, koloni
Escherichia coli menunjukkan sifat cembung, halus dan tak berwarna (Saif, 2003). Penampakan bakteri Escherichia coli dapat dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Sumber: http://en.wikipedia.org/e-coli
Gambar 1. Bakteri E. coli
Sumber: http://en.wikipedia.org/e-coli
Gambar 2. Koloni Bakteri E. coli
Escherichia coli (umumnya disingkat menjadi E. coli) adalah bakteri gram-negatif yang berbentuk seperti batang, umumnya ditemukan di bagian akhir usus besar pada organisme berdarah panas.Umumnya strain E. coli tidak berbahaya, namun beberapa strain dapat mencemari makanan secara berat dan kadangkala bertanggung jawab pada penarikan produk oleh produsen (CDC, 2007; Vogt dan Dippold, 2005). Bakteri E. coli umumnya menyerang saluran pencernaan dan
menyebabkan gangguan penyerapan zat makanan (Baumgart et al., 2007).Strain yang tidak berbahaya (seperti kebanyakan strain E. coli) adalah bagian dari flora normal di usus dan dapat memberi efek menguntungkan dengan memproduksi vitamin K2, dan mencegah perkembangbiakan dari bakteri patogenik di dalam usus (Hudault et al., 2001; Reid et al., 2001). Contoh strain yang berbahaya adalah O157:H7 (Vogt dan Dippold, 2005).
Bakteri E. coli seringkali ditemukan di perairan dan keberadaannya digunakan untuk mendeteksi kontaminasi feses, tetapi keberadaan E. coli tidak selalu diakibatkan oleh limbah manusia.E. coli dapat ditemukan di semua hewan berdarah panas, seperti burung dan mamalia dan juga ikan dan kura-kura.Tanah dan pasir juga menjadi habitat E. coli (CDC, 2007).
Keberadaan bakteri patogen, mikotoksin, organisme dan toksin tanaman dapat memperlambat perkembangan vili dan mikrovili usus pada usia awal broiler (Leeson dan Summers, 2005). Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) bertanggungjawab sebagai agen penyebab diare pada manusia, kelinci, anjing, kucing dan kuda.Enteropathogenic Escherichia coli secara moderat bersifat menyerang (memasuki sel inang) dan mengakibatkan respon yang merugikan (Todar, 2007).Beberapa strain dari E. coli mensekresikan racun yang dapat mengganggu kesetimbangan air dalam saluran pencernaan dan mengakibatkan diare (Leeson dan Summers, 2005).AktivitasE. coli dapat ditekan dengan penggunaan antibiotik, diantaranya bambermycin (Blood et al., 2007).
Prebiotik
Prebiotik adalah suatu bahan makanan yang tidak dapat dicerna dan memberikan manfaat positif bagi tubuh karena secara selektif menstimulir pertumbuhan dan aktivitas bakteri baik dalam usus besar. Prebiotik merupakan bahan pakan berupa serat tidak dapat dicerna oleh ternak berperut tunggal (monogastrik)seperti ayam atau babi.Konsumsi bahan prebiotik secara signifikan dapat memodulasi komposisi mikroflora kolon yang menyebabkan Bifidobacteria
lebih dominan dan banyak ditemukan dalam feses(Gibson dan Roberfroid, 1995; Roberfroid, 2000).Beberapa contoh dari prebiotik adalah inulin, oligosakarida, galaktooligosakarida, laktulosa, laktosukrosa, isomaltaso-oligosakarida,
trans-galaktooligosakarida, fruktooligosakarida, glukooligosakarida, soy-oligosakarida dan xilooligosakarida (Tamime, 2005; Roberfroid, 2007).
Definisi prebiotik tidak menitikberatkan pada grup bakteri tertentu secara spesifik.Prebiotik diasumsikan dapat meningkatkan jumlah dan/atau aktivitas dari
Bifidobacteriadan bakteri asam laktat (Lactobacillus).Salah satu pentingnya dari bakteri tersebut adalah efek menguntungkan yang ditimbulkan bagi inang, khususnya dalam memperbaiki kecernaan (termasuk meningkatkan penyerapan mineral) dan keefektifan serta kekuatan dari sistem kekebalan (Coxam, 2007; Seifert dan Watzl, 2007).
Prebiotik dalam usus, terutama usus besar yang difermentasi oleh bakteri probiotik akan menghasilkan berbagai produk asam lemak rantai pendek (shortchain fatty acid/SCFA) dalam bentuk asetat, propionat, butirat, L-laktat, karbondioksida dan hidrogen. Oleh tubuh, SCFA dapat dipakai sebagai sumber energi. Efek stimulasi selektif terhadap pertumbuhan bakteri probiotik terutama Bifidobacteria
dan Lactobacillusakan memberikan efek menguntungkan terhadap kesehatan, antara lainmemperbaiki keluhan malabsorbsi laktosa, meningkatkan ketahanan alami terhadap infeksi di usus oleh kuman patogen Clostridium perfringen, Eschericia coli, Salmonella, Shigella dan Listeria, sebagai supresi kanker, memperbaiki metabolisme lipid, mengurangi kadar kolesterol darah, memperbaiki pencernaan, dan menstimulasi sistem gastrointestinal (Wardhanu, 2009).Tingginya jumlah
Bifidobacteria dalam saluran pencernaan dapat disebabkan oleh prebiotik khususnya oligosakarida, karena tak dapat dicerna oleh enzim dalam usus halus dan tak bisa digunakan oleh kebanyakan mikroflora usus selain spesies probiotik, seperti
Bifidobacteriadan Propionibacteria (Hsu et al., 2004).Probiotik mempengaruhi daya tahan inang terhadap infeksi usus sebaik fungsi sel imun (Roller et al., 2003).
Bahan Baku Prebiotik
Beberapa tumbuhan famili Compositae seperti Chicorium intibus (Chicory),
Inula helenium (elecampane), Taraxacum officinalis (dandelion) dan Helianthus tuberosus (Jerusalem artichoke) diketahui menyediakan fruktan, fruktan (golongan karbohidrat inulin) adalah polimer yang mengandung gugus fruktosa dengan ikatan glikosidik (Roberfroid, 2000).Selain itu bahan lainnya yang mengandung inulin
adalah bawang merah, asparagus, bawang daun, bawang putih, globe artichoke, pisang, gandum, rye, dan barley (Tungland, 2000).
Tongkol jagung merupakan salah satu limbah padat yang dihasilkan industri pengolahan jagung.Limbah tersebut biasanya tidak dipergunakan lagi ataupun nilai ekonominya sangat rendah.Umumnya tongkol jagung dipergunakan sebagai pakan ternak sapi, ataupun di daerah pedesaan tongkol jagung ini dapat dimanfaatkan sebagai obat diare (Aguirar, 2001; Suprapto dan Rasyid, 2002).Contoh bahan-bahan yang mengandung prebiotik dapat dilihat pada Gambar 3.
Keterangan: 1. Tongkol Jagung, 2. Dedak gandum (sumber: http://www.mdidea.com), 3. Tepung
gandum (sumber: http://www.foodsubs.com), 4. Gandum hitam (sumber: http://www1.agric.gov.ab.ca), 5. Bawang (sumber: http://i590.photobucket.com). 6.
Bawang yang telah dimasak (sumber: http://www.jeenaskitchen.com), 7. Umbi
chicory (sumber: http://www.praeventia.ca), 8. Asparagus (sumber: http://tio-geo.com), 9. Daun bawang (sumber: http://creoleindc.typepad.com), 10. Jerusalem artichoke (sumber: http://www.organicgardeninfo.com),11. Bawang putih (sumber: http://www.bellybytes.com), 12. Elecampane (sumber:
http://dictionary.medievalcookery.com), 13. Pisang (sumber:
http://cepsalse.blogdetik.com),14. Barley(sumber: http://www.freefoto.com/images), 15. Dandelion muda(sumber: http://graphics8.nytimes.com), 16. Globe artichoke (sumber: http://www.gardening-tools-direct.co.uk)
Gambar 3. Bahan Baku Prebiotik
Tanaman jagung termasuk jenis tanaman pangan yang diketahui banyak mengandung serat kasar dimana tersusun atas senyawa kompleks lignin, hemiselulose dan selulose (lignoselulose), dan masing-masing merupakan senyawa-senyawa yang potensial dapat dikonversi menjadi senyawa-senyawa lain secara biologi (Suprapto dan Rasyid, 2002). Tongkol jagung mengandung 40% selulosa, 36% hemiselulosa, 16% lignin dan 8% bahan lainnya. Produk hidrolisis xilan berupa xilooligosakarida yang terdapat dalam tongkol jagung telah dikembangkan sebagai
komponen prebiotik xilooligosakarida (Huda, 2007).Struktur kimia xilan dapat dilihat pada Gambar 4.
Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Xylan.svg
Gambar 4. Struktur Kimia Xilan
Xilooligosakarida adalah oligomer gula yang disusun dari unit-unit xilosa. Xilooligosakarida dapat digunakan sebagai bahan pangan, kosmetik, farmasi atau produk pertaniandan dapat ditemukan di buah-buahan, sayuran, bambu, madu, susu ataupun bahan yang kaya xilan lainnya (Alonsoet al., 2003).
Kandungan serat prebiotik dalam beberapa bahan (dibandingkan dengan 100 persen bobot bahan) dan jumlah bahan yang dibutuhkan untuk mendapat 6 gram prebiotik, disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan Serat Prebiotik dalam 100 gram Bahan Makanan dan Jumlah yang Dibutuhkan Untuk Mendapatkan 6 gram Prebiotik
Nama Bahan Kandungan serat prebiotik (per
100 g bahan)
Jumlah yang diperlukan untuk mendapat 6 gram prebiotik
Umbi chicory (mentah) 64,6 g 9,3 g
Jerusalem artichoke (mentah) 31,5 g 19 g
Dandelion muda (mentah) 24,3 g 24,7 g
Bawang putih (mentah) 17,5 g 34,3 g
Daun bawang (mentah) 11,7 g 51,3 g
Bawang (mentah) 8,6 g 69,8 g
Bawang (dimasak) 5 g 120 g
Asparagus (mentah) 5 g 120 g
Dedak gandum (mentah) 5 g 120 g
Tepung gandum utuh (dimasak) 4,8 g 125 g
Pisang (mentah) 1 g 600 g
Antibiotik
Antibiotik adalah sebuah substansi atau komponen yang membunuh bakteri atau menghambat pertumbuhannya, digunakan untuk mengobati infeksi yang disebabkan mikroorganisme, termasuk jamur dan protozoa (Ledingham dan Warrell, 2000).Antibiotik awalnya lebih dikenal dengan istilah antibiosis, antibiotik adalah sejenis obat yang bereaksi melawan bakteri (Schwalbe et al., 2007). Antibiotik pertama kali dideskripsikan berkaitan dengan bakteri pada tahun 1877, pada saat Louis Pasteur dan Robert Koch meneliti tentang bakteri yang hidup bebas di udara terbuka dapat menghambat pertumbuhan Bacillus anthracis, dan obat ini di kemudian hari dinamakan antibiotik oleh Selman Waksman, seorang ahli mikrobiologi Amerika (Schwalbe et al., 2007).
Kemajuan yang pesat dalam kimia kedokteran mengakibatkan kebanyakan antibiotik terbuat dari bahan semi-sintetis (komponen asli terdapat di alam, yang dimodifikasi secara kimia).Beberapa antibiotik masih diproduksi dan diisolasi dari organisme hidup seperti golongan aminoglikosida, dan lainnya dibuat dari bahan sintetik murni yaitu golongan sulfonamida, quinolones dan oxazolidinones.Antibiotik dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan efek yang ditimbulkan terhadap mikroorganisme, bagi antibiotik yang membunuh bakteri adalah bactericidal agents, sedangkan yang menghambat tumbuhnya bakteri dikenal sebagai bacteriostatic agents (Nossbaum, 2006).Cara kerja antibiotik dapat dilihat pada Gambar 5.
Sumber: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/87/Antibiotics_action.png/645px Antibiotics_action.png
Gambar 5. Cara kerja antibiotik
Penggunaan antibiotik memiliki efek antara lain: (1) Antibiotik dapat mencegah penyakit terutama dalam saluran pencernaan, (2) Antibiotik dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang menghasilkan amonia dalam jumlah besar, (3) Antibiotik dapat meningkatkan penyerapan nutrien (kalsium, fosfor dan magnesium) dan menghambat kerusakan nutrien (vitamin dan asam amino) oleh mikroorganisme, (4) Antibiotik dapat meningkatkan kemampuan absorbsi zat makanan dan meningkatkan efisiensi penggunaan ransum (Leeson dan Summers, 2001).
Energi Metabolis
Energi dibutuhkan untuk semua proses faali pada hewan, seperti pergerakan, pernafasan, peredaran darah, reproduksi dan sebagainya.Dalam lingkup sains fisik, energi ditujukan secara umum untuk melakukan kerja atau kegiatan apapun yang dapat dikonversikan menjadi kerja (Leeson dan Summers, 2001).Energi dimanifestasikan dalam berbagai bentuk: (1) mekanikal/kerja, (2) temperatur, (3) listrik, (4) cahaya, (5) nuklir, dan (6) molekuler; Kerja adalah satu-satunya (dari beberapa kegunaan energi dalam biologi), yang khusus terjadi pada hewan (Leeson dan Summers, 2001).
Nilai energi bahan pakan atau ransum dapat dinyatakan dalam bentuk energi bruto, energi dapat dicerna, energi metabolis dan energi netto. Energi bahan pakan atau ransum dapat diserap oleh tubuh ayam, tetapi sebagian hilang melalui feses dan urin (NRC, 1994; Leeson dan Summers, 2001).
Energi metabolis adalah energi bruto bahan pakan atau ransum dikurangi energi bruto feses, urin dan gas yang dihasilkan selama proses pencernaan, tetapi pada unggas energi metabolis merupakan energi bruto bahan pakan atau ransum dikurangi dengan bruto ekskreta. Hal ini dikarenakan feses dan urin dari unggas menyatu (NRC, 1994). Energi metabolis telah menjadi standar umum dalam pengukuran dari ketersediaan energi pada ayam dan kebanyakan hewan ternak lain (Leeson dan Summers, 2001).
Dalam sistem energi metabolis, tidak seluruhnya energi yang terdapat dalam ekskreta berasal dari pakan, namun juga menunjukkan energi yang terdapat dari sel-sel usus, hormon, enzim dan urin endogenus yang ada dalam ekskreta unggas. Jika kehilangan energi non-pakan ini diukur dan jumlahnya diturunkan dari AME (Apparent Metabolizable Energy), maka TME (True Metabolizable Energy) dapat diturunkan. TME tidak dipengaruhi oleh asupan pakan, sedangkan AME akan menurun drastis pada saat asupan pakan sangat rendah. Pada saat asupan pakan rendah, energi metabolis feses dan urin endogenus dapat diasumsikan menyumbang energi ekskreta dalam jumlah besar (Leeson dan Summers, 2001).
Menurut Sibbald dan Wolynetz (1985), energi metabolis dapat dinyatakan dengan empat perubah, yaitu energi metabolis semu (EMS), energi metabolis murni (EMM), energi metabolis semu terkoreksi nitrogen (EMSn) dan energi metabolis
murni terkoreksi nitrogen (EMMn). EMS merupakan perbedaan antara energi pakan dengan energi feses dan urin, dimana pada unggas feses dan urin bercampur menjadi satu dan disebut ekskreta.Skema energi dapat dilihat pada Gambar 6.
Sumber: http://2.bp.blogspot.com/_49oqiNCqot8/Se1fiGVWLSI/AAAAAAAAABg/IKHZRGG-bO4/ s1600-h/Energi.JPG
Gambar 6. Skema Energi
EMSn biasanya paling banyak digunakan untuk memperkirakan nilai energi metabolis.EMM merupakan EMS yang dikoreksi dengan energi endogenus.Energi endogenus terdiri dari metabolic faecal dan endogenous urinary, berasal dari
katabolisme jaringan tubuh untuk kebutuhan hidup pokok pada saat dipuasakan dan sebagian lagi berasal dari produk akhir yang mengandung nitrogen.EMMn memiliki hubungan dengan EMM seperti halnya EMSn terhadap EMS (Wolynetz dan Sibbald, 1984).Nilai EMSn dan EMMn lebih rendah dari nilai EMS dan EMM. Perbedaan ini disebabkan karena EMSn dan EMMn memperhitungkan adanya konversi energi (faktor koreksi) yang berasal dari nitrogen sebesar 8,22 kkal/g yang keluar sebagai asam urat jika dioksidasi secara sempurna (Sibbald, 1980).
Retensi Nitrogen
Protein dalam bahan makanan termasuk zat-zat yang mengandung nitrogen. Oleh karena itu untuk mengetahui kandungan protein dari suatu bahan makanan, terlebih dahulu perlu ditentukan kandungan nitrogennya secara kimiawi (Anggorodi, 1984).Protein bahan makanan yang berkualitas baik akan meningkatkan pertambahan bobot badan untuk setiap unit protein yang dikonsumsi dibanding dengan protein yang berkualitas rendah (Scott et al., 1982). Perhitungan nilai kecernaan protein suatu bahan makanan menggunakan nilai retensi nitrogen. Retensi nitrogen merupakan jumlah konsumsi nitrogen dikurangi dengan jumlah nitrogen dalam feses dan urin (Sibbald, 1981). Banyaknya nitrogen yang diretensi dalam tubuh unggas akan mengakibatkan ekskreta mengandung sedikit nitrogen urin dan energi yang kecil dibandingkan dengan unggas yang tidak meretensi nitrogen (NRC, 1994).
Nilai energi termetabolis biasanya dikoreksi untuk retensi N untuk mengkonversi semua data ke dasar kesetimbangan N untuk tujuan perbandingan (Lopez dan Leeson, 2007).Menurut McDonald et al. (2002), dalam penentuan energi metabolis perlu dikoreksi terhadap jumlah retensi nitrogen karena kemampuan ternak dalam memanfaatkan energi bruto dan protein kasar sangat bervariasi.
Koreksi nitrogen digunakan untuk menjelaskan efek variabel pertumbuhan dan pertambahan kandungan protein tubuh pada unggas, retensi nitrogen pada telur, atau keduanya (Lopez dan Leeson, 2007).Nilai retensi nitrogen bervariasi untuk masing-masing unggas, tergantung dari kemampuan unggas untuk menahan nitrogen dalam tubuh unggas dan tidak dikeluarkan sebagai nitrogen dalam urin (Sibbald, 1981). Selain itu menurut NRC (1994), retensi nitrogen akan berbeda untuk setiap jenis ternak, umur dan faktor genetik yang berbeda. Hal ini didukung dengan
pendapat Wahju (1997) bahwa tidak semua protein yang masuk ke dalam tubuh dapat diretensi, tetapi tergantung kepada faktor genetik dan umur.
MATERI DAN METODE Lokasi dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi dan Biomedis Hewan Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi IPB (BTH-PPSHB) selama bulan Juli 2009 hingga Februari 2010 dan Laboratorium Nutrisi Unggas Fakultas Peternakan selama Maret-April 2010. Analisa energi bruto, kadar mineral Ca, P dan NaCl dilakukan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor, sedangkan analisa bahan kering, kadar lemak, abu, protein kasar dan serat kasar dilakukan di Laboratorium Biologi Hewan Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor (PAU).
Materi Prebiotik
Bahan yang digunakan adalah tongkol jagung varietas SD3, isolat xilanolitik (Streptomyces sp. 234P-16 asal Padang,Streptomyces costaricanus 45I-3 asal Kalimantan yang merupakan koleksi isolat Dr. Ir. Yulin Lestari, Departemen Biologi) dan isolat selulolitik (Actinomyces sp. KBM 6, KBM 7 dan Bacillus sp. C5-1 yang merupakan koleksi Dr. Ir. Anja Meryandini, MS), isolat Escherichia coli
(EPEC K.1.1), hammer milldengan saringan berukuran 40 mesh, oven, shaker incubator(merk Eberbach), sentrifuse (merk Jouan), spektrofotometer, akuades,larutan NaOCl 1%, etanol 70%, asam dinitrosalisilat (DNS), fenol, asam sulfat (H2SO4), akuades, erlenmeyer, gelas ukur, magnetic stirrer, water heater, refrigerator, galon air mineral, aerator dan alat-alat umum laboratorium lainnya.
Pakan
Pakan yang diberikan berupa: (1) Ransum basal yang terbuat dari jagung, dedak, bungkil kedelai, MBM, CPO, DCP, CaCO3, premix, DL-methionine, garam dan L-lysine sebagai pakan kontrol, (2) Ransum basal + antibiotik bambermycin 0,05%, (3) Ransum basal yang ditambah prebiotik 2,5%.Pakan yang dibuat sebanyak 22,5 kg untuk tiga perlakuan. Komposisi bahan pakan dalam ransum basal disajikan dalam Tabel 2, sedangkan kandungan zat makanan (nutrien) dalam ransum penelitian (kontrol, prebiotik dan antibiotik) disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 2. Komposisi Bahan Pakan dalam Ransum Basal Bahan Pakan % Jagung Dedak Bungkil kedelai MBM CPO DCP
Kalsium karbonat (CaCO3) Premix DL-methionine Garam L-lysine 63,63 5,59 19,29 5 3,9 0,4 1 0,5 0,18 0,31 0,2 Jumlah 100
Tabel 3. Kandungan Zat Makanan dalam Ransum Penelitian
Kandungan Zat Makanan
Perlakuan Kontrol Bambermycin
(0,05%)
Prebiotik (2,5%)
Energi Brutoa (kkal/kg) 3922 3885 3959
Bahan keringb (%) 83,82 85,44 81,98 Abub (%) 5,24 4,71 6,06 Lemakb (%) 11,39 8,78 9,84 Protein kasarb (%) 23,86 20,19 18,94 Serat kasarb (%) 2,98 3,32 3,44 Caa (%) 1,36 1,3 1,33 Pa (%) 0,66 0,63 0,71 NaCla (%) 0,28 0,18 0,23
Keterangan:Hasil Analisis:a)Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pakan (2010) dan b) Laboratorium Biologi Hewan PAU (2010).
Ternak
Ternak yang digunakan adalah ayam broiler strain Cobb CP-707 sebanyak 35 ekor yang berumur 5 minggu, sebelumnya digunakan dalam penelitian pendahuluan dan telah diinfeksi E. coli pada umur satu minggu dengan dosis 106 cfu. Penelitian pendahuluan menggunakan tiga perlakuan yaitu kontrol, prebiotik dan antibiotik namun pemberian prebiotik hanya dilakukan sejak hari pertama pemeliharaan hingga
minggu kedua. Tiga puluh ekor ayam akan diberi ransum sesuai perlakuan, sedangkan lima ekor ayam digunakan untuk mengukur energi endogenus.
Kandang
Ayam broiler dipelihara di dalam 35 unit kandang metabolis yang berukuran 35x35x40cm. Tiap kandang dilengkapi peralatan pakan,wadah air minum dan alas plastik penampung ekskreta.
Bahan dan Peralatan lain
Bahan dan peralatan lain yang digunakan yaitu karung tempat ransum, gayung, ember, label, plastik untuk menampung ekskreta, oven 60°C, timbangan, H2SO4 0,01%, plastik tahan panas ukuran 2 kg dan 1 kg, plastik sampel untuk sampel kering, sprayer, alumunium foil, spatula, freezer dan mortar.
Metode Rancangan dan Analisis Data
Penelitian ini terdiri atas enam perlakuan, yaitu: 1. K1 : Ayam tidak diinfeksi E. coli, diberi ransum basal
2. B1 : Ayam tidak diinfeksi E. coli, diberi ransum + antibiotik bambermycin 0,05%
3. P1 : Ayam tidak diinfeksi E. coli, diberi ransum + prebiotik 2,5% 4. K2 : Ayam diinfeksi E. coli, diberi ransum basal
5. B2 : Ayam diinfeksi E. coli, diberi ransum + antibiotik bambermycin 0,05% 6. P2 : Ayam diinfeksi E. coli, diberi ransum + prebiotik 2,5%
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap (RAL) faktorial 3 x 2, dengan faktor pertama terdiri dari tiga perlakuan yaitu kontrol, antibiotik dan prebiotik, sedangkan faktor kedua terdiri dari dua perlakuan yaitu tanpa dan dengan infeksi E. coli. Masing-masing perlakuan sebanyak 5 ulangan. Model matematik yang digunakan adalah sebagai berikut:
Yijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Keterangan:
µ : Rataan umum dari masing-masing peubah akibat tanpa penambahan bakteri E. coli dan dengan penambahan E. coli dengan perlakuan kontrol, antibiotik dan prebiotik
αi : Pengaruh perlakuan tanpa penambahan E. coli terhadap perlakuan kontrol, antibiotik dan prebiotik
βj : Pengaruh perlakuan dengan penambahan E. coli terhadap perlakuan kontrol, antibiotik dan prebiotik
αβij : Pengaruh interaksi tanpa penambahan E. coli terhadap kontrol, antibiotik, prebiotik dan dengan penambahan E. coli terhadap kontrol, antibiotik dan prebiotik
εijk : Galat akibat pengaruh tanpa penambahan E. coli terhadap perlakuan kontrol, antibiotik dan prebiotikdan dengan penambahan E. coli
terhadap perlakuan kontrol, antibiotik dan prebiotik
Data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan sidik ragam (ANOVA) dan apabila terdapat perbedaan yang nyata dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan (Steel dan Torrie, 1997).
Penyiapan Bahan Prebiotik
Tongkol jagung dipotong kecil-kecil hingga berukuran 2x2 cm dan dikeringkan di bawah sinar matahari selama tujuh hari.Selanjutnya tongkol jagung tersebut digiling hingga berukuran 40 mesh.
Tepung tongkol jagung didelignifikasi dengan direndam dalam larutan NaOCl 1% selama 5 jam pada suhu ruang, kemudian tepung tongkol jagung dibilas dengan akuades. Tepung tongkol jagung disaring untuk diambil bagian padatannya yaitu tongkol jagung yang terdelignifikasi, kemudian dikeringkan di bawah matahari selama satu hari.
Peremajaan Isolat dan Penyiapan Inokulum
Isolat-isolat Streptomyces sp. seperti 45I-3 dan 234P-16 diremajakan dalam media agar-agar xilan (Tabel4), keduanya diinkubasi selama empat hingga enamhari pada suhu ruang hingga siap digunakan sebagai inokulum, sedangkanActinomyces sp. KBM 6, KBM 7 danBacillus sp. C5-1 diremajakan dalam media agar-agar CMC
(Carboxymethyl cellulose) (Tabel 4) selama 24-48 jam untuk Bacillus sp. dan empat hingga enam hari untuk Actinomyces sp.
Tabel 4. Komposisi Media Agar-agar Xilan, Media Agar-agar CMC dan Media Tongkol Jagung
Bahan Agar-agar Xilan Agar-agar CMC Tongkol Jagung (g) ---Xilan 0,5 - - CMC - 1 - Tongkol Jagung - - 1 MgSO4.7H2O - 0,02 0,02 KNO3 - 0,075 0,075 K2HPO4 - 0,05 0,05 FeSO4.7H2O - 0,002 0,002 CaCl2 - 0,004 0,004 EkstrakYeast 1 0,2 0,2 Agar 1,6 1,8 - Glukosa - 0,1 0,1 Sukrosa 10,3 - -
Pemilihan Isolat Berdasarkan Nilai Derajat Polimerisasi
Isolat yang sudah diremajakan diinokulasikan ke dalam 100 ml media tongkol jagung 1% (Tabel 4) dengan kombinasi isolat selulolitik dan xilanolitik (Bacillus sp. C5-1 dan Streptomyces sp. 234P-16, Actinomyces sp. KBM 6 dan
Streptomyces costaricanus45I-3, serta Actinomyces sp.KBM 7 dan Streptomyces costaricanus 45I-3). Sebanyak 3 cockborer berukuran diameter 1 cm masing-masing isolat (masing-masing-masing-masing KBM 6, KBM 7 dengan 45I-3 dan C5-1 dengan 234P-16) diinokulasikan ke dalam 100 ml media produksi dari tongkol jagung 1% (Tabel 4) dan diinkubasi diatas shaker incubator sesuai syarat optimumnya (Tabel 5).
Tabel 5. Data Optimum Kombinasi Isolat Bakteri
Kombinasi Bakteri Suhu Optimum pH Optimum Hari Optimum
C5-1 dan 234P-16 90°C 3,5 6
KBM 6 dan 45I-3 50°C 5,5 3
KBM 7 dan 45I-3 50°C 5,5 3
Ekstrak kasar xilanase dan selulase dipanen pada hari optimum dengan cara mensentrifugasi kultur dengan kecepatan 3000 rpm pada suhu 4ºC selama 25 menit. Supernatan (ekstrak kasar enzim) diukur aktivitasnya pada pH dan suhu optimum masing-masing isolat tersebut.
Aktivitas xilanase dan selulase diukur sebagai pembentukan gula pereduksi dengan menggunakan metode DNS. Kandungan total gula tongkol jagung dapat diukur dengan metode fenol asam sulfat dan derajat polimerisasi dihitung berdasarkan perbandingan antara total gula dengan gula pereduksi yang dihasilkan.
Enzim xilanase dan selulase yang dihasilkan dicampur dengan substrat tongkol jagung 1% (tongkol jagung sebanyak 1 gram yang dimasukkan ke dalam 100 ml buffer pH optimum enzim), dengan perbandingan konsentrasi enzim dan substrat yaitu 1:2,5, 1:5 dan 1:7,5. Kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu optimum masing-masing kombinasi enzim. Selanjutnya kultur disentrifugasi untuk mendapat enzim ekstrak kasar dan diukur gula pereduksi, total gula dan derajat polimerisasi. Dari ketiga kombinasi tersebut dipilih satu kombinasi isolat yang memiliki derajat polimerisasi yang paling baik yaitu antara 2-20 untuk dibuat prebiotik.
Penentuan Total Gula
Penentuan total gula dilakukan dengan metode fenol-sulfat, yaitu mengambil 2 ml supernatan ke dalam tabung reaksi, ditambahkan 1 ml larutan fenol 5%, dikocok, dan ditambahkan 5 ml H2SO4 pekat. Selanjutnya larutan dibiarkan selama 10 menit, dikocok kembali dan diukur menggunakan spektrofotometer pada λ = 490 nm. Nilai absorbansi yang dihasilkan kemudian dimasukkan ke dalam persamaan linear dari kurva standar total gula.
Penentuan Gula Pereduksi Metode DNS
Penentuan Gula Pereduksi dilakukan dengan menggunakan metode Miller (1959) yang melibatkan terukurnya gula pereduksi oleh larutan DNS (Tabel 6). Metode DNS tersebut yaitu dengan cara mengambil 1 ml supernatan, setelah itu ditambah DNS sebanyak 1 ml, kemudian dilanjutkan pemanasan pada suhu 100°C selama 15 menit. Selanjutnya diukur Optical Density (OD) warna yang dihasilkan akibat percampuran gula pereduksi dengan larutan DNS pada spektro dengan λ = 540 nm. Nilai absorbansi yang dihasilkan kemudian dimasukkan ke dalam persamaan