UREA DAN ZEOLIT YANG BERBEDA
FEBRINA WAHYU PURWANTI D24070289
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012
v Judul : Kualitas Nutrien Onggok yang Difermentasi Aspergillus niger dengan
Penambahan Level Urea dan Zeolit yang Berbeda Nama : Febrina Wahyu Purwanti
NIM : D24070289
Menyetujui,
Pembimbing Utama, Pembimbing Anggota,
(Dr.Ir. Ahmad Darobin Lubis, MSc.) (Prof. Dr.Ir. Erika B. Laconi, MS.) NIP. 19670103 199303 1 001 NIP. 19610916 198703 2 002
Mengetahui: Ketua Departemen
Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
(Dr. Ir. Idat Galih Permana, MSc. Agr) NIP: 19670506 199103 1 001
vi RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 9 Februari 1990 di Purwokerto, Kabupaten Banyumas, Jawa Tengah sebagai anak pertama dari dua bersaudara putra Bapak Gitu Sigit Raharjo dan Ibu Turwati.
Pendidikan yang pernah ditempuh diawali dari Taman Kanak-Kanak (TK) Aisyah 01 Karang Lewas tahun 1994-1995 kemudian dilanjutkan ke Sekolah Dasar (SD) Islam Terpadu Al-Irsyad 01 Purwokerto pada tahun 1995-2001, kemudian dilanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 3 Purwokerto dan tamat pada tahun 2004 serta menyelesaikan sekolah di Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Purwokerto pada tahun 2007.
Penulis diterima di Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada tahun 2007. Tahun kedua memasuki pada jurusan Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di kegiatan Himpunan Mahasiswa Nutrisi Ternak (Himasiter) pada tahun 2008/2009 dan aktif pada kepanitian.
Penulis menyusun skripsi dengan judul Kualitas Nutrien Onggok yang Difermentasi Aspergillus niger dengan Penambahan Level Urea dan Zeolit yang Berbeda sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Peternakan IPB. Penyusunan skripsi ini dilakukan dengan bimbingan Dr. Ir. Achmad Darobin Lubis, MSc. dan Prof. Dr. Ir. Erika B. Laconi, MS.
vii KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi robbil’alamin
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan studi, penelitian, seminar dan skripsi ini. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW beserta sahabat, keluarga dan pengikut beliau hingga akhir zaman. Skripsi dengan judul Kualitas Nutrien Onggok yang Difermentasi Aspergillus niger dengan Penambahan Level Urea dan Zeolit yang Berbeda ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Selain itu, penyusunan skripsi ini merupakan wujud peran aktif dan konstribusi dalam dunia peternakan. Penelitian ini merupakan salah satu rangkaian penelitian dalam upaya menemukan sumber pakan ternak dengan cara memanfaatkan limbah industri pertanian yaitu onggok. Dengan menggunakan teknologi fermentasi dan penambahan urea, zeolit, serta mineral diharapkan kandungan gizi onggok mampu ditingkatkan sehingga dapat menggantikan bahan pakan yang relatif mahal.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran sehingga skripsi ini menjadi lebih baik. Semoga skripsi ini bermanfaat dalam dunia peternakan serta menjadi catatan amal saleh. Amin.
Tidak lupa ucapan terima kasih penulis sampaikan pada semua pihak yang turut membantu penyusunan skripsi ini, hanya Allah Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang yang akan membalasnya.
Bogor, Maret 2012
viii DAFTAR ISI Halaman RINGKASAN ... i ABSTRACT ... iii LEMBAR PERNYATAAN ... iv LEMBAR PENGESAHAN ... v RIWAYAT HIDUP ... vi KATA PENGANTAR ... vii DAFTAR ISI ... viii DAFTAR TABEL ... x DAFTAR GAMBAR ... xi DAFTAR LAMPIRAN ... xii PENDAHULUAN ... 1 Latar Belakang ... 1 Tujuan ... 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Ketersedian Onggok di Indonesia……… 3 Kualitas Onggok sebagai Pakan ternak... 3
Zeolit Secara Umum……… 5
Pemanfaatan Zeolit sebagai Pakan Ternak. ... 5 Pemanfaatan Urea sebagai pakan Ternak………... 6
Fermentasi Bahan Pakan………. 6
Pertumbuhan Aspergillus niger……… 7
Fermentasi dengan Aspergillus niger... 9 MATERI DAN METODE ... 13 Lokasi danWaktu Pelaksanaan…... 13 Alat dan Bahan... 13 Metode ... 14 Rancangan Percobaan dan Analisis Data .……….. 17 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 17
Kualitas Fisik Onggok Fermentasi dengan Penambahan Berbagai
Level Urea dan zeolit……….. 20
Kualitas Kimia Onggok Fermentasi dengan Penambahan Berbagai
Level Urea dan zeolit……….. 23
Bahan Kering………..… 23
Kadar Abu………... 26
Protein Kasar……… ... 27 Protein Murni………. ... 29
ix
Serat Kasar……….. 30
Lemak Kasar………... 32
Bahan Ekstrak Tanpa Nitrogen………... 33 KESIMPULAN DAN SARAN ... 35 Kesimpulan ... 35 Saran ... 35 UCAPAN TERIMA KASIH ... 36 DAFTAR PUSTAKA ... 38 LAMPIRAN ... 43
x DAFTAR TABEL
Nomor Halaman
1. Kandungan Nutrien Onggok (%BK)………….…….………....… 19 2. Kualitas Fisik dan Derajat Keasaman (pH) Onggok serta
Onggok yang Difermentasi………... 21 3. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan Bahan Kering
Onggok yang Difermentasi (%)………. ………... 23 4. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kehilangan Bobot Bahan
Kering Onggok yang Difermentasi (%)………. 25 5. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan Abu Onggok
yang Difermentasi (%)...……… 26 6. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan Protein Kasar
Onggok yang Difermentasi (%)…..……… 28 7. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan Protein Murni
Onggok yang Difermentasi (%)……….. 29 8. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan Serat Kasar
Onggok yang Difermentasi (%) ………...….. 31 10. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan Lemak Kasar
Onggok yang Difermentasi (%)………..……… 32 11. Pengaruh Level Urea dan Zeolit pada Kandungan BETN
xi DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
1. Alur Proses Pembuatan Tapioka dan Limbah Onggok………. 4 2. Kurva Pertumbuhan Kapang………. 8 3. Alur Proses Fermentasi……….. 12 4. Alur Proses Analisis Kadar Air………. 14 5. Alur Proses Analisis Kadar Abu……..……….. 14 6. Alur Proses Analisis Kadar Serat Kasar…..……….. 15 7. Alur Proses Analisis Kadar Protein Kasar.……… 16 8. Alur Proses Analisis Kadar Lemak Kasar……….. 16 9. Alur Proses Analisis Kadar Protein Murni………. 17 10.Onggok Sebelum Diberi Perlakuan………... 21 11.Onggok Setelah Diberi Perlakuan……….. 22
xii DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Hasil Anova Kadar Bahan Kering ……….. 44 ………….
2. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit terhadap Kadar Bahan Kering 44
3. Hasil Anova Kehilangan Bobot BahanKering………. 44 ……
4. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit dan Urea terhadap Kehilangan
Bobot Bahan Kering……… 45
5. Hasil Anova Kada Abu……….…….. 45
6. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit dan Urea terhadap Kadar
Abu………. 46
7. Hasil Anova Kadar Protein Kasar……….……….. 46 8. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit dan Urea terhadap Kadar
Protein Kasar………... 47
9. Hasil Anova Kadar Proteiin Murni…….……… 47 10. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit dan Urea terhadap Kadar
Protein Murni………….………. 48
11. Hasil Anova Kadar Serat Kasar………..………. 48 12. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit terhadap Kadar Serat Kasar. 49 13. Hasil Anova Kadar Lemak Kasar…...……… 49 14. Hasil Anova Kadar Bahan Ekstrak Tanpa Nitrogen…….….. 49 15. Hasil Uji Lanjut Faktor Zeolit dan Urea Terhadap Bahan
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pakan menjadi faktor utama usaha peternakan. Tersedianya pakan yang cukup kualitas, kuantitas dan kontinuitas sangat berpengaruh terhadap keberhasilan usaha peternakan. Saat ini industri pakan di Indonesia sangat tergantung bahan pakan impor, padahal Indonesia memiliki banyak sumber pakan yang sangat berpotensi. Oleh karena itu, perlu adanya penelitian untuk mencari bahan pakan alternatif yang ketersediaannya melipah, berkualitas dan kontinuitasnya terjamin. Salah satu peluang bahan pakan alternatif yang bisa dimanfaatkan secara optimal adalah pemanfaatan limbah industri pertanian.
Onggok merupakan limbah padat agro-industri pembuatan tepung tapioka yang dapat dijadikan sebagai media fermentasi dan sekaligus sebagai pakan ternak. Produksi ubi kayu nasional Indonesia pada Desember tahun 2011 mencapai 20.924.159 ton (Departemen Pertanian, 2011). Data singkong tersebut bila dikonversi menjadi onggok, maka onggok merupakan salah satu limbah industri yang ketersediaannya melimpah. Setiap ton ubi kayu mengihasilkan 250 kg tapioka dan 114 kg onggok. Onggok yang tidak dimanfaatkan dapat berpotensi menjadi polutan yang mengakibatkan masalah lingkungan di daerah sekitar pabrik.
Pengolahan onggok perlu dilakukan agar onggok tidak menjadi masalah bagi lingkungan. Salah satunya dengan menjadikannya pakan alternatif, namun untuk menjadikannya pakan perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut. Penggunaan onggok sebagai pakan ternak dihadapkan pada beberapa kendala, antara lain rendahnya nilai gizi (khususnya protein), untuk itu dicari teknik pengolahan yang dapat meningkatkan kandungan nutriennya.
Fermentasi onggok bertujuan untuk dapat meningkatkan kandungan nutrien onggok, sehingga menjadi pakan yang berkualitas. Onggok dapat dijadikan media fermentasi dikarenakan onggok merupakan bahan yang kaya akan karbohidrat, namun onggok sebagai media fermentasi memerlukan bahan tambahan untuk menunjang pertumbuhan kapang. Kapang memerlukan karbohidrat, nitrogen dan mineral yang cukup untuk dapat tumbuh dan produksi dengan optimal. Kapang tumbuh dengan cara merombak kandungan nutrisi yang ada pada media tumbuhnya, oleh karena itu diperlukan tambahan bahan-bahan sumber nitrogen dan mineral
2 untuk memperkaya kandungan onggok sebagai substrat. Kombinasi onggok-zeolit-urea yang difermentasi A. niger merupakan salah satu kombinasi yang dapat meningkatkan kandungan nutrisi dari onggok. Urea merupakan sumber nitrogen yang dibutuhkan oleh kapang, selanjutnya zeolit merupakan mineral dengan daya absorben yang tinggi. Berdasarkan penelitian Pitriyatin (2010), kombinasi onggok-urea-zeolit yang difermentasi dengan A. niger (cassabio) dan mendapat penambahan mineral sulfur (Amonium Sulfat) dapat meningkatkan kandungan protein serta menjadi sumber sulfur bagi asam amino metionin dan sistin.
Mineral dengan formula Ramos et. al.(1983) mempunyai kandungan unsur Fe, Zn, Mn, Cu dan Mg. Unsur mineral tersebut merupakan unsur yang penting untuk pertumbuhan A. niger. Penambahan mineral formula Ramos et al. (1983) perlu ditambahkan untuk kebutuhan mikroba selama proses fermentasi onggok-urea-zeolit, akan tetapi belum diketahui kombinasi terbaik dari urea-zeolit setelah ditambahkan laruran mineral formula Ramos tersebut. Perlu dilakukan lagi penelitian mengenai level terbaik dari urea dan zeolit yang digunakan untuk meningkatkan nutrisi onggok. Level urea dan zeolit yang terbaik diharapkan dapat meningkatkan kualitas nutrisi onggok.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji level terbaik dari urea dan zeolit terhadap kandungan nutrien onggok-urea-zeolit yang difermentasi Aspergillus niger.
3 TINJAUAN PUSTAKA
Ketersedian Onggok
Indonesia merupakan salah satu penghasil ubi kayu terbesar di dunia. Berdasarkan data dari Departemen Pertanian (2011) produksi ubi kayu pada Desember 2011 mencapai 20.924.159 ton. Ubi kayu (Manihot utilissima) dikenal sebagai salah satu bahan pangan sumber serat. Pengolahan ubi kayu dapat menghasilkan berbagai produk seperti tepung gaplek, gula cair dan tepung tapioka.
Tepung tapioka dapat digunakan pada industri makanan, pakan ternak, dekstrin dan bahan baku glukosa. Selain menghasilkan tepung, industri pengolahan tapioka juga menghasilkan limbah, baik limbah padat maupun limbah cair. Onggok merupakan salah satu limbah padat agro industri pengolahan ubi kayu menjadi tepung tapioka, selain kulit ubi kayu. Pengolahan industri tapioka hingga menghasilkan onggok dapat dilihat pada Gambar 1.
Produksi onggok di Indonesia sangat berlimpah, pada tahun 2010 terjadi kenaikan angka produksi onggok yaitu sebesar 2.521.249,308 ton (Hidayat, 2010). Peningkatan produksi onggok sejalan dengan peningkatan produksi tapioka, hal ini dikarenakan setiap ton ubi kayu mengihasilkan 250 kg tapioka dan 114 kg onggok. Ketersediaan ubi kayu pada tahun 2011 bila di akumulasi menjadi limbah onggok dapat menyebabkan ganggu lingkungan (Tabrani et al., 2002). Onggok biasa dimanfaatkansebagai pakan ternak, bahan baku pembuatan saus tomat, bahan penghasil bioetanol dan bahan media pertumbuhan mikroba.
Kualitas Onggok Sebagai Pakan Ternak
Onggok merupakan limbah pertanian yang dijadikan pakan ternak. Onggok sebagai pakan ternak memiliki kadar protein kasar dan tingginya serat kasar, namun memiliki kadar karbohidrat mudah larut yang cukup tinggi. Prinsip pengolahan tapioka (Gambar 1) adalah pemecahan dinding sel, dimana butir pati yang terdapat didalamnya dapat keluar namun tidak semua pati dapat terlepas. Pati yang tertinggal menyebabkan onggok memiliki kandungan karbohidrat yang cukup tinggi yaitu 50-70% (Anindyawati dan Sukardi, 2001), sehingga dapat dimanfaatkan sebagai media tumbuh mikroba. Onggok sering dipergunakan sebagai substrat untuk produksi selulase, amylase, amiloglukosidase, dan angkak.
4 Kandungan zat makanan yang dimiliki onggok adalah protein kasar 1,88%, serat kasar 15,62%, lemak kasar 0,25%, abu 1,15%, Ca 0,31%, P 0,05% dan bahan ekstrak tanpa nitrogen (BETN) 81,10% (Wizna et al., 2008). Pada pakan ternak onggok dipergunakan sebagai salah satu sumber energi, namun mengingat kandungan serat kasar onggok yang tinggi, onggok tidak dapat digunakan sebagai pakan ternak unggas. Kualitas dan kuantitas onggok tergantung pada kualitas ubi kayu yang dijadikan tapioka, jenis ubi kayu, umur panen dan sistem pengolahan.
Gambar 1. Alur Proses Pembuatan Tapioka dan Limbah Onggok Sumber : Prasetyana (2009).
Singkong Pengupasan
Pencucian
Susu Pati pekat Susu Pati Encer
Ekstraksi Pemotongan Bubur Singkong Pemarutan Pati Basah Tapioka Pengayakan 80 Mesh Pengeringan 200-230 ˚C Pengemasan Air Sisa Pelarut
Belerang Ampas Basah Pengambilan Air Ampas (Onggok) Air Sisa Pemurnian Pengendapan
5 Zeolit Alam Secara Umum
Zeolit adalah kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Zeolit adalah komoditi tambang yang dapat digunakan sebagai sumber mineral . Mineral ini cukup melimpah di Indonesia dan mempunyai sifat khas yaitu memiliki daya serap dan kapasitas tukar kation yang tinggi. Beberapa daerah di Indonesia sangat banyak ditemukan mineral zeolit, seperti di daerah Jawa Barat (Bayah, Cibinong, Bogor, Sukabumi dan Tasikmalaya) dan Lampung. Zeolit bukan merupakan mineral tunggal terdiri atas beberapa jenis. Kandungan mineral zeolit adalah kalsium, natrium, kalium, magnesium, stronsium, dan barium. Secara umum mineral zeolit adalah senyawa aluminosilikat hidrat dengan logam alkali (Ming dan Mumpton, 1989).
Bahan tambang zeolit ini mempunyai sifat yang dikenal sebagai penukar kation, penyerap dan penyaring molekul serta sebagai katalis. Selain mengandung alkali dan alkali tanah, zeolit alam juga mengandung mineral lain seperti feldspar, kuarsa dan lainnya. Perbedaan jenis zeolit adalah mempunyai daya serap (adsorption) molekul yang berbeda-beda secara selektif. Keselektifan ini tergantung dari struktur masing-masing jenis zeolit (Ginting et al., 2007).
Zeolit dapat menyerap CO, CO2, SO2, H2S, NH3, HCHO, Ar, O2, N2, H2O, He, H2, Kr, Xe, CH3OH dan gas lainnya. Zeolit mempunyai struktur berongga biasanya rongga ini diisi oleh air serta kation yang bisa dipertukarkan dan memiliki ukuran pori tertentu. Oleh karena itu zeolit dapat dimanfaatkan sebagai penyaring molekuler, senyawa penukar ion, sebagai filter dan katalis (Srihapsari, 2006). Agustiyani et. al. (2007) yang menyatakan bahwa Zeolit memiliki daya absorben tinggi dan mampu mengefisienkan nitrifikasi. Efisiensi nitrifikasi oleh zeolit mencapai 100%.
Pemanfaatan Zeolit sebagai Pakan Ternak
Zeolit klinoptilolit (Na4K4)(Al8Si40O96).24H2O dapat digunakan pada pakan dan pangan adiktif. Klinoptilolit memiliki banyak pori-pori sehingga mampu menyerap bau, gas beracun dan ammonia (Polat et al., 2004). Pertukaran ion dan kemampuan penyerapan dari zeolit dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan nitrogen dalam pakan, mengurangi penyakit usus pada anak babi dan ruminansia, mengendalikan kandungan air dan amonia dalam kotoran ternak,
6 penyaringan air buangan dari industri penetasan, dan untuk menurunkan kandungan nitrogen dalam pemberian makanan ternak serta air buangan industri peternakan (Mumpton dan Fishman, 1977). Pemberian zeolit sampai tingkat 8 % dalam ransum berpengaruh nyata dalam meningkatkan tebal kerabang dan menurunkan kadar lemak kuning telur (Kurtini, 2006).
Pemanfaatan Urea sebagai Pakan Ternak
Urea (CO(NH2)2) merupakan salah satu sumber non protein nitrogen (NPN) yang berbentuk kristal putih, bersifat mudah larut dalam air dan mengandung 45% nitrogen (Parakkasi, 1995). Keuntungan urea diantaranya urea mudah larut dalam air dan mudah diserap (Poerwanto, 2003). Urea dalam proses fermentasi akan diuraikan kembali oleh enzim urease menjadi amonia dan karbondioksida, selanjutnya amonia akan digunakan untuk membentuk asam amino.
Menurut Fardiaz (1992), nitrogen dalam media fermentasi mempunyai fungsi fisiologis bagi mikroorganisme, yaitu sebagai bahan untuk mensintesis protein, asam nukleat dan koenzim. Penambahan urea dapat mempengaruhi kadar air bahan pakan. Air pakan digunakan oleh NH3 hasil proses amoniasi untuk membentuk NH4OH. Semakin banyak urea yang dipergunakan maka semakin banyak air yang diperlukan (Andayani dan Yatno, 2001). Lubis (1996) menyatakan bahwa penggunaan urea dalam proses fermentasi mempengaruhi kandungan protein kasar, protein murni, serat kasar, lemak kasar, BETN dan bahan kering.
Fermentasi Bahan Pakan
Teknologi biofermentasi dengan menggunakan kapang merupakan suatu alternatif karena selain dengan melonggarkan ikatan atom hidrogen selulosa dan melonggarkan ikatan lignosellulosa dengan bantuan enzim sellulotik yang dihasilkan kapang sehingga pakan berserat juga mampu menghilangkan senyawa beracun dalam bahan (Jamatun et al., 2000). Fermentasi dapat didefinisikan sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa bakteri, khamir dan jamur (Hidayat et al. 2006). Proses fermentasi terjadi melalui serangkaian reaksi biokimiawi yang mengubah bahan kering bahan menjadi energi (panas), molekul air (H2O) dan CO2. Perubahan bahan kering dapat terjadi karena pertumbuhan mikroorganisme (bakteri asam laktat), proses dekomposisi substrat dan perubahan kadar air. Perubahan kadar air terjadi akibat evaporasi, hidrolisis substrat atau produksi air metabolik (Gervais, 2008).
7 Kadar air mempengaruhi pertumbuhan bakteri dan dinamika yang terjadi selama proses ensilase karena air dibutuhkan untuk sintesis protoplasma mikroorganisme dan melarutkan senyawa organik.
Media fermentasi dengan kandungan nutrient yang seimbang diperlukakan untuk menunjang kapang lebih maksimal dalam memproduksi enzim. Perlu adanya penambahan bahan-bahan lain yang mampu mencukupi kebutuhan nutrient pada substrat (media) untuk tumbuh. Penambahan mineral salah satunya untuk menunjang pertumbuhan kapang dengan memberikan mineral tambahan agar ketersediaan mineral kapang, dapat terjamin sehingga dapat melakukan metabolismenya dengan baik dan dapat memproduksi enzim dengan aktivitas terbaik (Thenawidjaja, 1986). Unsur Fe, Zn, Mn, Cu dan Mg merupakan unsur yang penting untuk pertumbuhan Aspergilus niger. Mineral dengan formula Ramos et. al. mempunyai kandungan yang diperlukan oleh Aspergilus niger.
Selama fermentasi, terjadi perubahan terhadap komposisi kimia substrat (media fermentasi) daiantaranya kandungan asam amino, lemak, karbohidrat, vitamin dan mineral, selain itu juga terjadi perubahan terhadap pH, kelembaban, aroma dan beberapa gizi lainnya (Paderson, 1971). Oleh karena itu, feremntasi dapat meningkatkan palatabilitas pada ternak. Proses fermentasi tidak hanya menimbulkan efek pengawetan tetapi juga menyebabkan perubahan tekstur, cita rasa dan aroma bahan pangan yang membuat produk fermentasi lebih menarik, mudah dicerna dan bergizi (Robert dan Endel, 1989). Surisdiarto (2003) yang menyatakan adanya penurunan kadar abu setelah fermentasi disebabkan oleh pemakaian mineral oleh ragi untuk kelangsungan hidupnya.
Pertumbuhan Aspergillus niger
Aspergillus niger termasuk genus Aspergillus, famili Monilliceae, ordo Monoliales, kelas Ascomycetes. A. niger memiliki kepala konidia yang besar, padat, bulat dan berwarna hitam coklat atau ungu coklat. Kapang ini bersifat aerobic, sehingga dalam pertumbuhannya memerlukan oksigen yang cukup. A. niger merupakan mikroba mesofilik dengan pertumbuhan maksimum pada suhu 35-37˚C, dan derajat keasaman 2,0-8,5. Pertumbuhan kapang A. niger akan lebih optimal pada kondisi keasaman (pH) yang rendah (Fardiaz, 1989).
8 Menurut Gandjar dan Wellyzar (2006) pertumbuhan kapang mempunyai beberapa fase, antara lain :
1. Fase lag, yaitu fase penyesuaian sel-sel dengan lingkungan pembentukan enzim-enzim untuk mengurai substrat.
2. Fase akselerasi, yaitu fase mulainya sel-sel membelah dan fase lag menjadi fase aktif.
3. Fase eksponensial, merupakan fase perbanyakan jumlah sel yang sangat banyak, aktivitas sel sangat meningkat. Pada awal fase-fase ini kita dapat memanen enzim-enzim dan akhir pada fase ini.
4. Fase deselerasi, yaitu waktu sel-sel mulai kurang aktif membelah, kita dapat memanen biomassa sel atau senyawa-senyawa yang tidak lagi diperlukan oleh sel.
5. Fase stasioner, yaitu fase jumlah sel yang bertambah dan jumlah sel yang mati relatif seimbang. Banyak senyawa metabolit sekunder yang dapat dipanen pada fase ini.
6. Fase kematian dipercepat, jumlah sel yang mati lebih banyak daripada sel-sel yang masih hidup.
Kurva pertumbuhan suatu fungi dapat dilihat pada Gambar 2. Soeprijanto et al. (2009) menambahkan bahwa kapang A. niger melewati fase adaptasi dimulai pada jam ke 8, dilanjutkan dengan fase eksponensial pada jam ke 16-24. Fase stasioner merupakan jumlah kapang yang tumbuh sama dengan kapang yang mati, fase stasioner terjadi pada jam ke 40-100. Setelah diatas jam ke 100 terjadi penurunan biomassa kapang yang dinamakan fase kematian, dimana biomassa kapang yang mati lebih banyak dari yang tumbuh.
Gambar 2. Kurva pertumbuhan Kapang.(1) fase lag ; (2) fase akselerasi; (3) fase eksponensial; (4) fase deselerasi; (5) fase stationer; (6) fase kematian.
9 Aspergillus niger memiliki kelebihan baik dalam penggunaan substrat, pertumbuhan A. niger cepat. Selain itu, A. niger mampu menghasilkan enzim-enzim ekstraseluler seperti selulase, amylase, pektinase, amiloglukosidae, glukosaoksidase dan katalase. Kelebihan A. niger ini membuat kapang ini sering dipergunakan dalam memproduksi asam sitrat, asam glukonat dan beberapa enzim lainnya. Menurut Enari (1983) A. niger telah diketahui dapat menghasilkan enzim pendegradasi serat. Hal ini terjadi karena selama fermentasi, kapang A. niger menggunakan zat gizi (terutama karbohidrat) untuk pertumbuhannya dan kandungan protein meningkat. Aktivitas enzim yang tinggi diperoleh pada saat pasca eksponensial (stasioner) yaitu setelah hari ke-4 fermentasi. Kapang A. niger memiliki sifat baik terhadap peningkatan mutu onggok.
Tahnh dan Wu (1976) menyatakan bahwa pertumbuhan kapang yang maksimal perlu ditunjang dengan kandungan nutrien dasar yang merupakan sumber karbon, nitrogen, energi, mineral dan vitamin. Hardjo et al.(1989) menambahkan A. niger menambahkan unsur utama seperti karbon, nitrogen, dan sulfur dalam pertumbuhannya serta Fe, Zn, Mn, Co, Li, Na, K dan Rb. Pertumbuhan kapang juga dipengaruhi oleh pH, suhu dan kebutuhan oksigen yang diatur cermat (Smith et al., 1980).
Fermentasi dengan Aspergillus niger
Peningkatan kandungan protein yang sejalan dengan pertumbuhan kapang (jamur) dikarenakan tubuh jamur terdiri dari elemen yang mengandung nitrogen. Selain itu enzim yang dihasilkan oleh jamur juga merupakan protein (Noferdiman et al., 2008). Hal ini didukung oleh Garraway dan Evans (1984) yang menyatakan dinding sel jamur mengandung 6,3% protein, sedangkan membran sel pada jamur yang berhifa mengandung protein 25-45% dan karbohidrat 25-30%. Dalam pertumbuhannya jamur menggunakan karbon dan nitrogen untuk komponen sel tubuh jamur (Musnandar, 2003). Hal ini terjadi karena selama fermentasi, kapang A. niger menggunakan zat gizi (terutama karbohidrat) untuk pertumbuhannya dan kandungan protein meningkat.
Dedak yang difermentasi dengan A.niger dengan lama pemeraman 72 jam, menunjukkan adanya peningkatan kadar protein kasar dan penurunan serat kasar