Ekstrak Tanin Chesnut melalui Uji In vitro Produksi Gas
Fermentasi rumen pada silase daun singkong dengan penambahan aditif berupa gliserol dan atau ekstrak tanin chesnut, baik pada ensilase minggu ke-0 maupun 4 dilakukan melalui uji in vitro produksi gas. Evaluasi dilakukan terhadap karakteristik fermentasi dan kinetika produksi total gas di dalamnya.
Karakteristik Fermentasi Rumen
Karakteristik fermentasi rumen pada silase daun singkong dengan atau tanpa aditif pada minggu ke-0 dapat dilihat pada Tabel 7. Semua parameter untuk karakteristik fermentasi rumen tersebut menunjukkan perbedaan yang signifikan kecuali koefisien cerna bahan organik (KCBO) dan produksi VFA total dengan rataan masing-masing sekitar 45% dan 58 mM. Rataan nilai KCBO dan produksi VFA total mengalami peningkatan dari minggu ke-0 masing-masing menjadi 57% dan 67 mM pada fermentasi rumen untuk silase daun singkong minggu ke-4 (Tabel 8). Peningkatan nilai kedua parameter tersebut terkait dengan penurunan kandungan NDF dan ADF pada silase antara minggu ke-0 dan 4.
19
Keterangan: : minggu ke-0, : minggu ke-4, KCBO: koefisien cerna bahan organik, S0: tanpa aditif, SG: dengan gliserol 3% BK, ST: dengan ekstrak tanin chesnut 3% BK, SGT: dengan gliserol 3% BK dan ekstrak tanin chesnut 3% BK
Gambar 3 Persentase KCBO silase daun singkong pada minggu ke-0 dan 4
Nilai pH cairan rumen dengan substrat silase daun singkong minggu ke-0 (Tabel 7) setelah 24 jam inkubasi dipengaruhi oleh level aditif dengan selisih yang relatif sangat kecil antar perlakuan namun tidak berpengaruh dengan substrat silase minggu ke-4 (Tabel 8). Nilai pH pada setiap perlakuan di masing-masing minggu silase masih menunjukkan kondisi lingkungan rumen yang normal yaitu dengan nilai pH sekitar 5.5-7 menurut Perry dan Cecava (1995) atau sekitar 5.5-6.5 menurut McDonald et al. (2010).
Tabel 7 Karakteristik fermentasi rumen pada silase daun singkong minggu ke-0
Karakteristik fermentasi Perlakuan SEM P-value S0 SG ST SGT pH 6.78b 6.70a 6.70a 6.75b 0.007 0.005 VFA total (mM) 52.35 62.21 58.50 58.33 1.809 0.314
C2 (% VFA) 71.16b 69.25a 71.67b 69.56a 0.197 0.001
C3 (% VFA) 18.00a 20.78b 19.00a 20.48b 0.181 <0.001
Iso-C4 (% VFA) 1.04b 0.83a 0.82a 0.84a 0.019 0.001
C4 (% VFA) 7.13ab 7.36b 6.74a 7.34b 0.069 0.016
Iso-C5 (% VFA) 1.30b 0.92a 0.92a 0.94a 0.027 <0.001
C5 (% VFA) 0.99b 0.88a 0.84a 0.85a 0.012 <0.001
C2/C3 4.02b 3.34a 3.78b 3.41a 0.048 <0.001
CH4 (% VFA) 30.14b 28.39a 29.72b 28.61a 0.135 <0.001
Keterangan: KCBO: koefisien cerna bahan organik, VFA: volatile fatty acid, C2: asetat, C3: propionat, C4: butirat, C5: valerat, CH4: gas metana, S0: tanpa aditif, SG: dengan aditif gliserol 3% BK, ST: dengan aditif ekstrak tanin chesnut 3% BK, SGT: dengan aditif gliserol 3% BK dan ekstrak tanin chesnut 3% BK, SEM: standart error mean.
0 10 20 30 40 50 60 70 S0 SG ST SGT KCBO (%) Perlakuan
Produksi VFA total yang tidak berbeda mampu meningkatkan konsentrasi propionat dan butirat tetapi menurunkan konsentrasi asetat sehingga rasio C2/C3 juga menurun pada SG dan SGT minggu ke-0. Hasil tersebut mengkonfirmasi hasil meta-analisis pada tahap I bahwa fermentasi gliserol sebagai aditif silase minggu ke-0 di dalam rumen mampu menunjukkan karakteristik propiogenik (Rémond et al. 1993, Avila-Stagno et al. 2014). Penurunan rasio C2/C3 pada SG dan SGT minggu ke-0 dapat berperan sebagai hydgrogen sink yang menurunkan produksi gas metana sebesar 1.5-1.8% dari kontrol seperti pada hasil studi Lee et al. (2011). Proporsi asetat, propionat dan butirat pada SGT minggu ke-0 mempunyai kecenderungan sama yang lebih besar terhadap SG daripada ST sehingga menunjukkan bahwa gliserol mempunyai pengaruh lebih besar bila dibandingkan dengan ekstrak tanin chesnut.
Karakteristik propiogenik dari gliserol pada SG minggu ke-4 tidak terlihat meskipun proporsi asetatnya tetap rendah dan butiratnya tetap tinggi. Hal tersebut diduga karena asam laktat yang diproduksi dari silase dapat dikonversi dengan cepat menjadi asam propionat di dalam rumen oleh S. ruminantium, M. elsdenii atau Propionibacteria (Kung Jr 2010) sehingga proporsi propionat menjadi tidak signifikan (P>0.05) antar perlakuan. Proporsi butirat pada SGT minggu ke-4 mempunyai kecenderungan sama dengan ST dan S0 karena adanya pengaruh ekstrak tanin chesnut yang sesuai dengan hasil studi meta-analisis Jayanegara et al.
(2012) yaitu proporsi asam butirat tidak dipengaruhi oleh semakin meningkatnya level tanin yang digunakan.
Tabel 8 Karakteristik fermentasi rumen pada silase daun singkong minggu ke-4
Karakteristik fermentasi Perlakuan SEM P-value S0 SG ST SGT pH 6.73 6.73 6.73 6.73 0.006 1.000 VFA total (mM) 54.98 75.44 65.52 66.04 3.894 0.642
C2 (% VFA) 70.57b 68.93a 71.19b 69.46a 0.153 <0.001
C3 (% VFA) 18.44 18.75 18.45 19.11 0.180 0.525
Iso-C4 (% VFA) 1.20ab 1.33b 1.00a 0.99a 0.037 0.016
C4 (% VFA) 6.90a 7.88b 6.99a 7.05a 0.072 0.046
Iso-C5 (% VFA) 1.78bc 1.92c 1.50ab 1.42a 0.051 0.024
C5 (% VFA) 1.06a 1.25b 1.04a 1.01a 0.018 0.025
C2/C3 3.83 3.70 3.86 3.69 0.043 0.343
CH4 (% VFA) 29.54b 28.75a 29.76b 28.97a 0.082 0.001
Keterangan: KCBO: koefisien cerna bahan organik, VFA: volatile fatty acid, C2: asetat, C3: propionat, C4: butirat, C5: valerat, CH4: gas metana, S0: tanpa aditif, SG: dengan aditif gliserol 3% BK, ST: dengan aditif ekstrak tanin chesnut 3% BK, SGT: dengan aditif gliserol 3% BK dan ekstrak tanin chesnut 3% BK, SEM: standart error mean.
Proporsi isobutirat, isovalerat dan valerat menunjukkan nilai yang lebih kecil pada ketiga silase perlakuan aditif minggu ke-0 bila dibandingkan dengan kontrol dengan rataan masing-masing 0.83%, 0.93% dan 0.86% dari VFA total. Nilai iso- VFA diharapkan kecil karena disintesis dari perombakan asam amino rantai bercabang. Proporsi ketiga asam tersebut meningkat pada fermentasi rumen dengan
21
masing-masing substrat silase daun singkong minggu ke-4. Namun demikian, SG menunjukkan proporsi yang signifikan lebih tinggi tetapi tidak berbeda dengan kontrol, kecuali pada valerat. Hasil tersebut berbeda dengan hasil meta-analisis suplementasi gliserol pada Tahap I karena adanya perbedaan karakteristik pada masing-masing bahan yang digunakan.
Peningkatan proporsi iso-VFA juga menjelaskan terjadinya peningkatan konsentrasi N-NH3 (Rico et al. 2012) pada SG minggu ke-4 selain terkait dengan deaminasi dan proteolisis yang terjadi selama fermentasi rumen. NH3 adalah produk dari deaminasi asam amino sedangkan isobutirat dan isovalerat adalah produk dari pemecahan asam amino rantai karbon selama fermentasi rumen (Van Soest 1994). Karakteristik fermentasi rumen pada silase daun singkong dengan ekstrak tanin chesnut (ST dan SGT) minggu ke-4 mampu menurunkan konsentrasi N-NH3 meskipun pada minggu ke-0 belum menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap kontrol (S0). Hal tersebut menunjukkan terjadinya peningkatan kemampuan tanin akibat menurunnya integritas sel tanaman selama ensilase (Wang et al. 2007), untuk mengikat molekul-molekul protein sehingga resisten terhadap proses proteolisis dan deaminasi di dalam rumen (Messman et al. 1996) sehingga diharapkan dapat meningkatkan utilitasnya di pencernaan pasca rumen.
Keterangan: : minggu ke-0, : minggu ke-4, KCBO: koefisien cerna bahan organik, S0: tanpa aditif, SG: dengan gliserol 3% BK, ST: dengan ekstrak tanin chesnut 3% BK, SGT: dengan gliserol 3% BK dan ekstrak tanin chesnut 3% BK
Gambar 4 Konsentrasi N-NH3 pada fermentasi rumen untuk silase daun singkong minggu ke-0 dan 4
Hasil studi in vitro oleh Hassanat dan Benchaar (2012) menyatakan bahwa tanin terhidrolisis asal chesnut pada level 20-200 g kg-1 mampu menurunkan konsentrasi NH3 dan iso-VFA dibandingkan dengan kontrol. Selain itu, konsumsi ekstrak tanin terhidrolisis asal chesnut pada level rendah (20.8 g kg-1 BK) sebagai bahan aditif di dalam pakan domba fase akhir penggemukan menurunkan degradasi N rumen secara in vivo serta tidak menyebabkan toksik maupun pengaruh yang merugikan terhadap performa produktivitasnya (Frutos et al. 2004). Tanin mampu mengikat protein menjadi bentuk yang tidak terlarut sehingga mengurangi degradasi protein di dalam cairan rumen (Mueller-Harvey 2006). Meskipun demikian, tanaman yang mengandung tanin terhidrolisis dianggap toksik baik terhadap mikroba rumen maupun ternak ruminansia apabila dikonsumsi dalam
b ab b a b c a a 0 2 4 6 8 10 12 14 16 S0 SG ST SGT Konsentrasi N-NH3 (mg dl-1) Perlakuan
jumlah besar karena dapat diabsorb di saluran pencernaan hingga menyebabkan penyakit akut baik pada sapi maupun domba (Reed 1995).
Kinetika Produksi Total Gas
Kinetika produksi total gas untuk silase daun singkong dengan aditif berbeda pada minggu ke-0 dan 4 dapat dilihat pada Tabel 5. Produksi gas kumulatif, waktu laten maupun laju spesifik produksi gas tidak dipengaruhi aditif silase pada masing- masing minggu. Waktu laten dan laju spesifik produksi gas tidak dipengaruhi oleh meningkatnya level gliserol tetapi menurunkan produksi total gas (Lee et al. 2011) karena terkait dengan peningkatan proporsi propionat yang proses fermentasinya menghasilkan gas lebih sedikit daripada asetat. Hal tersebut seharusnya juga berbanding terbalik pada S0 dan ST yang memproduksi asetat lebih banyak. Tren produksi gas tersebut tidak terlihat pada silase daun singkong minggu ke-0 tetapi terlihat pada silase minggu ke-4 meskipun tidak signifikan. Secara umum, peningkatan produksi gas dari minggu ke-0 hingga 4 berbanding lurus dengan peningkatan persentase KCBO dan produksi VFA total sedangkan sedikit peningkatan waktu latenproduksi gas diduga dipengaruhi oleh total asam organik terutama asam laktat di dalam silase. Laju spesifik produksi gas menunjukkan relatif tidak berubah antara minggu ke-0 dan 4.
Tabel 9 Kinetika produksi total gas pada silase daun singkong minggu ke-0 dan 4
Minggu ke- Perlakuan SEM P-value S0 SG ST SGT A (ml g-1 BK sampel) 0 139.87 160.03 147.37 153.00 4.101 0.348 4 161.57 161.60 162.63 151.49 5.865 0.953 B (jam) 0 4.120 3.803 3.827 3.893 0.085 0.497 4 4.227 4.570 4.194 4.598 0.074 0.084 C (ml jam-1) 0 0.108 0.100 0.106 0.103 0.002 0.430 4 0.096 0.103 0.096 0.108 0.002 0.136
Keterangan: A: total produksi gas, B: periode laten sebelum produksi gas dimulai atau sebagai fase lag, C: laju spesifik produksi gas, S0: tanpa aditif, SG: dengan aditif gliserol 3% BK, ST: dengan aditif ekstrak tanin chesnut 3% BK, SGT: dengan aditif gliserol 3% BK dan ekstrak tanin chesnut 3% BK, SEM: standart error mean.