4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Tahap I Biofermentasi Ampas Sagu dengan Jamur Tiram
4.1.4 Komponen Serat Ampas Sagu Hasil Biofermentasi
Kadar ”NDF” tidak dipengaruhi oleh dosis Mn, tetapi dipengaruhi oleh waktu fermentasi dan tidak ada interaksi antara kedua faktor tersebut. Pada Tabel 13 terlihat bahwa jamur tiram putih mampu mendegradasi NDF, dimana tingkat degradasinya berbeda antar perlakuan. Kadar NDF pada perlakuan BP nyata lebih tinggi (P<0.05) dari perlakuan lainnya. Penurunan NDF tertinggi juga didapatkan pada waktu panen pertama (P1). Kemungkinan yang terjadi adalah pada panen pertama lebih banyak hemiselulase yang dihasilkan jamur tiram sehingga lebih banyak NDF yang didegradasi. Salah satu komponen NDF adalah hemiselulosa yang mudah didegradasi, sisanya adalah selulosa yang terikat dengan lignin sebagai lignoselulosa di dalam ADF.
Kadar ”ADF” terendah pada perlakuan P3 (39.2%) kemudian P2 (40.4%), P1 (40.5%) dan BP (43.1%). Degradasi ADF ada hubungannya dengan kandungan NDF dan degradasi terhadap hemiselulosa. Keberlangsungan degradasi nilai NDF pada tingkat ADF yang tetap memungkinkan terjadinya peningkatan kelarutan hemiselulosa (Molina et al. 1983) , karena ADF merupakan selisih dari NDF dan hemiselulosa (Goering ang Van Soest, 1970). Fenomena ini akan menyebabkan jumlah material dapat larut dalam sel meningkat, dan pada gilirannnya sebagai akibat dari penguraian, struktur ampas sagu menjadi empuk dibandingkan sebelum fermentasi.
Penurunan NDF dan ADF yang terjadi masing-masing 26.5% dan 19% (Tabel 13), selama 50-60 hari waktu inkubasi dan angka ini lebih tinggi dari penelitian yang dilakukan oleh Jafari et al. (2007) pada jerami padi yaitu 20.8% dan 9.9%. Perbedaan penurunan NDF dan ADF pada kedua penelitian ini mungkin disebabkan oleh jenis, struktur dan tekstur substrat; jenis dan dosis inokulum jamur; pra-perlakuan fisik substrat sebelum dilakukan biofermentasi.
Sejalan dengan kadar NDF dan ADF kadar ”hemiselulosa” hanya dipengaruhi oleh waktu fermentasi. Pada Tabel 13 terlihat hemiselulosa pada perlakuan BP nyata lebih tinggi (P<0.05) dari perlakuan lainnya. Tingginya senyawa tersebut pada perlakuan BP disebabkan belum banyak hemiselulosa substrat yang didegradasi enzim yang dihasilkan oleh jamur tiram. Kadar hemiselulosa terendah pada waktu panen pertama (P1) yaitu 3.8%. Hasil ini mengindikasikan bahwa dengadasi hemiselulosa paling banyak terjadi pada fase setelah pembentukan miselium, dan ini sejalan dengan pendapat Nicolini et al. (1987), bahwa degradasi tertinggi terhadap ikatan hemiselulosa terjadi setelah fase pembentukan miselium. Hemiselulosa mudah didegradasi menjadi gula sederhana dan produk lainnya serta lebih siap dicerna daripada selulosa (Crowder dan Chheda 1982).
Pada proses fermentasi ini hemiselulosa akan didegradasi oleh hemiselulase menjadi polimer-polimer yang lebih sederhana, bahkan menjadi monosakarida seperti glukosa, fruktosa, manosa, galaktosa, dan arabinosa (Paterson 1989). Penurunan hemiselulosa yang terjadi pada penelitian ini lebih banyak dari selulosa dan lignin yaitu berturut-turut 63.3%, 50% dan 50%. Kerem et al. (1992), menyatakan bahwa jamur tiram putih mengekskresi enzim- enzim ekstraseluler dan intraseluler yang berperan dalam degradasi lignin, selulosa dan hemiselulosa, dan cenderung akan mendegradasi hemiselulosa lebih banyak karena hemiselulosa lebih mudah didegradasi.
Pada Tabel 13 juga terlihat bahwa kandungan ”selulosa” menurun sejalan dengan waktu fermentasi. Hasil ini menunjukkan terjadi peningkatan degradasi selulosa selama waktu fermentasi. Kandungan selulosa nyata (P<0.05) lebih tinggi pada waktu belum panen dibandingkan dengan P1, P2 dan P3. Semakin lama waktu panen semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk pembentukan tubuh buah. Energi yang dibutuhkan berasal dari hasil degradasi rantai polimer glukosa yaitu selulosa dengan adanya enzim selulase. Pada proses fermentasi substrat padat, mikroba dengan enzim ekstraselulernya akan menghidrolisis struktur polimerik bahan dasar menjadi struktur sederhana seperti glukosa. Jamur penghasil enzim selulolitik dapat mendegradasi senyawa selulosa pada daerah kristalin.
Tabel 13 Komponen serat media tumbuh jamur pada waktu fermentasi dan dosis Mn yang berbeda
Waktu Dosis Mn (ppm) Dosis Mn (ppm)
0 200 400 600 Rataan 0 200 400 600 Rataan NDF (%) NDF (g) SF 60.2 54.5 BP 54.6 55.1 53.7 54.2 54.4b 43.5 46.6 45.2 44.8 45.0b P1 40.2 45.7 50.2 40.8 44.2a 25.6 26.8 31.3 24.4 26.7a P2 44.9 47.3 46.0 46.0 46.0a 29.7 29.3 26.1 25.0 27.5a P3 46.2 45.5 47.7 50.8 47.6a 30.5 27.6 27.2 26.7 28.0a Rataan 46.5 48.4 49.4 47.9 32.3 32.6 32.4 29.9 ADF (%) ADF (g) SF 44.5 40.3 BP 44.3 38.6 46.6 42.7 43.1b 35.5 32.6 39.2 35.0 35.6b P1 38.9 40.7 42.1 40.2 40.5ab 24.8 23.9 26.2 23.7 24.6a P2 38.5 40.2 41.1 41.9 40.4ab 25.6 25.0 23.3 22.8 24.2a P3 39.8 35.7 41.4 39.9 39.2a 26.1 21.6 23.6 21.0 23.1a Rataan 40.0 38.8 42.8 41.2 28.0 25.8 28.1 25.6 Hemiselulosa (%) Hemiselulosa (g) SF 15.7 14.2 BP 10.3 16.4 7.1 11.5 11.3c 7.9 13.9 6.0 9.5 9.4b P1 3.4 5.0 8.2 0.7 3.8a 1.7 2.9 5.1 0.8 2.6a P2 6.4 7.0 4.9 4.1 5.6ab 4.1 4.4 2.8 2.2 3.4a P3 6.4 9.9 6.3 10.9 8.4bc 4.4 6.0 3.6 5.7 4.9a Rataan 6.1 9.6 6.6 6.8 4.5 6.8 4.4 4.6 Selulosa (%) Selulosa (g) SF 34.9 31.6 BP 29.5 22.5 28.7 29.0 27.4b 23.6 19.0 24.1 23.8 22.7b P1 19.8 20.9 21.5 21.7 21.0a 12.6 12.3 13.4 12.2 12.6a P2 21.1 19.7 21.2 20.6 20.7a 14.0 12.3 13.4 11.2 12.6a P3 19.3 20.6 17.3 18.6 19.0a 12.8 12.5 9.9 9.8 11.2a Rataan 22.4 21.0 22.2 22.5 15.8 14.0 14.9 14.2
Lanjutan Tabel 13
Waktu Dosis Mn (ppm) Dosis Mn (ppm)
0 200 400 600 Rataan 0 200 400 600 Rataan Lignin (%) Lignin (g) SF 9.6 8.7 BP 4.1 4.8 5.1 4.5 4.6 3.2 4.1 4.3 3.7 3.8 P1 4.2 5.2 4.9 4.9 4.8 2.7 3.0 3.0 2.8 2.9 P2 4.4 4.7 4.8 5.4 4.8 2.9 2.9 2.7 2.9 2.9 P3 5.1 4.7 4.5 4.7 4.8 3.3 2.8 2.6 2.5 2.8 Rataan 4.4 4.8 4.8 4.9 3.0 3.2 3.2 3.0
Keterangan: 1) SF= Sebelum fermentasi, BP= belum panen (pembentukan miselium selesai), P1 = panen pertama, P2 = panen kedua, P3 = panen ketiga; 2) Nilai dengan superskrip yang berbeda pada kolom yang sama dan peubah yang sama menunjukkan berbeda nyata (P<0.05), 3) NDF = neutral detergent fibre, ADF= acid detergent fibre.
Rantai selulosa mengikat air dan mengembang sehingga mudah didegradasi oleh selulase yang dihasilkan oleh jamur atau fungi. Jamur tiram putih juga menghasilkan enzim hidrolitik dan enzim oksidatif untuk mendegradasi selulosa. Selain itu juga dihasilkan enzim selobiose quinon oksidoreduktase (Hollaender 1981)
Penurunan komponen serat terbanyak terjadi pada waktu panen pertama. Hal ini disebabkan terjadi pembentukan tubuh buah sehingga lebih banyak energi dan karbon yang dibutuhkan. Kenyataan ini membuktikan bahwa pada panen pertama lebih banyak karbohidrat struktural yang dirombak. Pengaruh perlakuan terhadap kadar lignin sama (P>0.05), terlihat bahwa kadar lignin tidak dipengaruhi oleh perlakuan, tetapi apabila dibandingkan dengan media ampas sagu sebelum fermentasi terlihat perbedaan yang cukup menyolok (Tabel 13). Fenomena ini menunjukkan bahwa jamur tiram mampu untuk mendegradasi semua komponen serat sama baiknya. Hasil yang sama didapatkan oleh Adamovic
et al. (1998), dimana terjadi perubahan yang signifikan pada komposisi nutrisi jerami padi selama pertumbuhan jamur tiram berlangsung. Selama proses fermentasi terjadi penurunan semua komponen dinding sel, yaitu NDF (34%), ADF (15%), selulosa (15%), hemiselulosa (17%) dan yang terkecil penurunan adalah lignin (4%). Penurunan lignin tertinggi adalah pada waktu belum panen yaitu waktu pembentukan miselium selesai. Degradasi lignin tertinggi terjadi pada saat fase pembentukan miselium melalui peranan enzim-enzim peroksidase yang memecah ikatan kompleks menjadi senyawa-senyawa bebas dalam bentuk mesomerik (Higuchi 1980; Nicolini et al 1987).
Hasil penelitian membuktikan bahwa degradasi komponen serat hanya terjadi karena kerja jamur tiram (Pleurotus ostreatus) seiring dengan bertambahnya waktu fermentasi tanpa pengaruh dosis Mn. Enzim yang erat kaitannya dengan mineral Mn adalah enzim mangan peroksidase, yaitu enzim yang terlibat dalam degradasi oksidatif lignin pada jamur tiram putih. Reaksi degradasi lignin terjadi karena adanya oksidasi Mn+2 menjadi Mn+3 oleh hidrogen peroksida. Enzim mangan peroksidase dalam mengkatalisis, reaksi kimianya sebagai berikut :
(Serguei et al. 2002) dimana dalam reaksi ini Mn berfungsi sebagai reduktor dan hidrogen peroksida sebagai oksidator. Selanjutnya H2O akan terionisasi
membentuk OH- yang merupakan oksidator kuat dalam pemutusan ikatan lignoselulosa. Aktivitas enzim mangan peroksidase akan meningkat dengan adanya penambahan mineral Mn.
Tidak adanya pengaruh mineral Mn dalam degradasi lignin kemungkinan disebabkan oleh faktor lingkungan yang tidak menunjang. Ha et al. (2001) menyatakan bahwa Pleurotus ostreatus akan memproduksi Mangan peroksidase dalam jumlah banyak apabila ditumbuhkan pada medium yang kaya akan glukosa dan peptone. Aktivitas enzim mangan peroksidase tertinggi didapatkan pada media dengan rasio C/N rendah atau lebih tinggi kandungan N (0.32%) (Widiastuti & Tripanji 2008). Kemungkinan lain adalah mineral Mn akan bekerja dengan baik apabila ditambahkan mineral lain dalam substrat.
Dasar seleksi perlakuan lebih ditekankan kepada pengaruh masing- masing faktor dengan mengacu kepada signifikansi hasil pengujian statistik, karena tidak adanya interaksi antara waktu inkubasi dengan dosis Mn. Hasil evaluasi terhadap komposisi zat makanan dan komponen serat ampas sagu hasil bioproses maka perlakuan yang dipilih adalah waktu panen pertama (P1) dan kedua (P2) untuk diaplikasikan dalam uji biologis, karena pada fase ini kandungan nutrien bahan kering dan bahan organik ampas sagu masih tinggi dan komponen seratnya sudah menurun.
4.2 Tahap II. Evaluasi In Vitro Ampas Sagu yang Difermentasi dengan Jamur Tiram (Pleurotus ostreatus) dan Amoniasi
4.2.1 Fermentabilitas rumen in vitro
”pH” cairan rumen pada semua ransum perlakuan berkisar antara 6.74- 6.90 (Tabel 14). Nilai pH yang diukur setelah 4 jam fermentasi ini masuk dalam pH optimal. Hasil ini mengindikasikan bahwa proses degradasi berjalan dengan baik, karena pH 6.0-7.0 merupakan pH ideal untuk pertumbuhan mikroba (Czerkawski 1986), sedangkan menurut Piwonka dan Firkins (1996) pencernaan serat mulai terhambat bila pH di bawah kisaran 6.0-6.2. Penelitian Debora et al.
rumput lapangan dengan penambahan probiotik didapatkan nilai pH 6.70-6.88. pH dari perlakuan yang mengandung ampas sagu hasil pengolahan, ampas sagu tanpa pengolahan maupun kontrol yang tidak menggunakan ampas sagu berada dalam kisaran yang ideal untuk proses pencernaan serat, dimana kisaran pH yang ideal untuk pencernaan selulosa adalah antara 6.4-6.8 (Erdman 1988). Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang nyata antar perlakuan terhadap pH cairan rumen. Hal ini berarti pemberian ampas sagu sebagai pengganti rumput lapangan tidak mengganggu keseimbangan mikroorganisme dalam rumen, karena tidak menimbulkan perbedaan yang nyata pada pH cairan rumen antar perlakuan, sehingga proses fermentasi berjalan dengan baik.
”Amonia” dalam cairan rumen merupakan produkantara dalam degradasi protein oleh mikroba dan sintesis protein mikroba. Apabila protein sulit didegradasi atau pakan defisien akan protein, maka konsentrasi amonia dalam rumen akan rendah dan pertumbuhan mikroba akan lambat.
Tabel 14 Rataan pH, konsentrasi amonia dan VFA total cairan rumen in vitro
Peubah
Perlakuan pH Amonia (mM) VFA total (Mm)
K 6.8 ± 0.3 10.4 ± 5.1 105.6 ± 15.9bc ASF15 6.9 ± 0.2 10.3 ± 2.6 102.7 ± 2.1bc ASF30 6.9 ± 0.2 9.1 ± 2.6 118.4 ± 6.3c ASF45 6.8 ± 0.3 8.5 ± 3.3 92.4 ± 8.4ab ASA15 6.7 ± 0.2 10.0 ± 1.9 95.9 ± 4.8abc ASA30 6.9 ± 0.2 9.8 ± 5.1 98.2 ± 14.4abc ASA45 6.8 ± 0.2 9.9 ± 2.5 88.3 ± 12.4ab ASTP15 6.9 ± 0.1 6.8 ± 0.5 94.0 ± 3.6abc ASTP30 6.9 ± 0.1 6.2 ± 1.8 85.0 ± 2.1ab ASTP45 6.9 ± 0.1 5.8 ± 1.4 76.3 ± 7.1a
Keterangan: superskrip berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata (P<0.05); K=kontrol; ASF15= 45% R.lapangan + 15% A.S. fermentasi + 40% konsentrat; ASF30= 30% R.lapangan + 30% A.S. fermentasi + 40% konsentrat; ASF45= 15% R.lapangan + 45% A.S. fermentasi + 40% konsentrat; ASA15= 45% R.lapangan + 15% A.S.amoniasi + 40% konsentrat; ASA30% = 30% R.lapangan + 30% A.S.amoniasi + 40% konsentrat; ASA45% = 15% R.lapangan + 45% A.S.amoniasi + 40% konsentrat; ASTP15 = 45% R.lapangan + 15% A.S.tanpa pengolahan + 40% konsentrat; ASTP30 = 30% R.lapangan + 30% A.S.tanpa pengolahan + 40% konsentrat; ASTP45 = 15% R.lapangan + 45% A.S.tanpa pengolahan + 40% konsentrat.
Pengukuran konsentrasi amonia secara in vitro dapat digunakan untuk mengestimasi degradasi protein dan penggunaannya oleh mikroba. Pada Tabel 14 terlihat bahwa semua ransum perlakuan yang digunakan mampu menyediakan amonia cairan rumen dalam kadar yang cukup untuk pertumbuhan mikroba rumen. McDonald et al. (2002) menyatakan bahwa konsentrasi amonia dalam rumen yang mendukung pertumbuhan mikroba berkisar 5-17.65 mM.
Konsentrasi amonia tertinggi dihasilkan oleh perlakuan kontrol, sedangkan konsentrasi terendah pada perlakuan yang menggunakan ampas sagu tanpa pengolahan 45%, walaupun secara statistik tidak berbeda nyata (P>0.05). Tinggi rendahnya konsentrasi amonia bersifat relatif, karena amonia merupakan produk antara yang dapat digunakan juga oleh mikroba rumen untuk sistesis protein mikroba. Amonia adalah sumber nitrogen terbesar untuk mikoba rumen, tapi tidak semua amonia dimanfaatkan oleh mikroba, sebagian diserap melalui dinding rumen kemudian diangkut ke hati. Di dalam hati amonia tersebut dirubah menjadi urea. Urea yang terbentuk akan dikeluarkan melalui urine, sebagian lagi masuk ke dalam rumen baik secara langsung melalui dinding rumen maupun melalui saliva (Nagaraja et al. 1997).
Konsentrasi ”VFA” rumen merupakan salah satu tolok ukur untuk menilai fermentabilitas pakan yang erat kaitannya dengan aktivitas dan populasi mikroba rumen. Mikroba rumen mengkonversi karbohidrat pakan menjadi VFA, CO2 dan
CH4. Penggunaan produk fermentasi dan amoniasi dalam ransum secara umum
tidak berbeda nyata terhadap konsentrasi VFA total. Pada tingkat penggunaan 15% ampas sagu fermentasi dalam ransum tidak terjadi perbedaan yang nyata dengan ransum kontrol, demikian juga dengan penggunaan 30% dan 45%. Penggunaan ampas sagu fermentasi sampai 30% dapat meningkatkan VFA sampai pada nilai tertinggi, tetapi penggunaan sampai 45% menurunkan konsentrasi VFA secara nyata (P<0.05) dibandingkan penggunaan 30%, walaupun 45% tidak berbeda nyata dengan 15% dan kontrol.
Penggunaan ampas sagu amoniasi pada tingkat 15% sampai 45% dapat menurunkan konsentrasi VFA dibandingkan ransum kontrol walaupun tidak berbeda nyata secara statistik. Penggunan ampas sagu tanpa pengolahan, juga
menurunkan konsentrasi VFA dibandingkan kontrol, dimana penurunan yang signifikan terjadi pada penggunaan ampas sagu tanpa pengolahan 45%.
Secara umum terlihat bahwa penggunaan ampas sagu fermentasi memberikan efek lebih baik terhadap produksi VFA total. Hasil percobaan pertama memperlihatkan perlakuan fermentasi menurunkan komponen serat, dengan demikian karbohidrat terlarut meningkat. Pada Tabel 7 terlihat bahwa ransum yang mengandung ampas sagu fermentasi kandungan komponen seratnya rendah, sedangkan BETN tinggi. Hal ini berarti perlakuan yang mengandung ampas sagu fermentasi akan lebih mudah didegradasi oleh mikroba rumen sehingga produksi VFA total lebih tinggi.
Banyak penelitian membuktikan bahwa perlakuan amoniasi juga menyebabkan pakan lebih mudah didegradasi oleh mikroba rumen. Weiss & Underwood (2002) menyatakan bahwa perlakuan amoniasi dapat merusak ikatan kimia diantara molekul serat. Kerusakan ikatan kimia itu menyebabkan substrat lebih mudah dicerna. Semua ini dapat dibuktikan dengan tidak adanya perbedaan produksi VFA total pada penggunaan ampas sagu amoniasi sampai tingkat 30% dengan kontrol. Produksi VFA total untuk semua perlakuan berkisar dari 76.33- 118.38 mM. Nilai ini masih berada pada kisaran konsentrasi VFA yang menunjang kondisi optimal sistem rumen. Konsentrasi VFA total media rumen berkisar antara 60-120 mM (Waldron et al. 2002).