BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Produksi Gas CO 2 dan CH 4
Produksi gas in – vitro merupakan simulasi rumen dalam sistem bacth culture. Sampel pakan yang akan diteliti di inkubasi dalam fermentor (syiringe
glass) pada suhu 39oC dalam medium anaerob yang diinokulasi dengan mikroba
rumen. Gas yang terbentuk berasal dari hasil fermentasi (CO2 dan CH4). Pada teknik produksi gas CO2 akan dilepaskan dari buffer bikarbonat setiap dihasilkan
volatyl fatty acid (VFA). Sehingga peningkatan bahan pakan terdegradasi akan
meningkatkan gas yang dilepaskan. Dengan kata lain produksi gas dapat digunakan untuk mengestimasi bahan pakan tercerna. Sehingga volume gas yang terbentuk dapat digunakan sebagai indikasi proses fermentasi yang terjadi.
Peningkatan produksi gas total diikuti oleh peningkatan produksi gas CH4. Semakin tinggi produksi gas total akan menyebabkan produksi gas CH4 yang tinggi sehingga untuk menilai tingkat kenaikan emisi gas CH4 digunakan variabel konsentrasi gas CH4. Konsentrasi CO2 perlakuan hasil inkubasi selama 48 jam
dan konsentrasi CH4 pakan perlakuan hasil inkubasi selama 48 jam tersaji pada Gambar 4.
Gambar 4. Konsentrasi CO2 pakan perlakuan hasil Inkubasi selama 48 jam (kiri) dan Konsentrasi CH4 pakan perlakuan hasil inkubasi selama 48 jam (kanan).
Keterangan :A (Molases (MO) 5%, Urea (U) 5%, Dedak (DD) 70%, Isi rumen (IR)20%) , (B = MO 5%, U5%, DD 60%, IR 30%), (C = MO 5%, U 5%, DD 50%, IR 40%), (D = MO 10%, U 5%, DD 65%, IR 20%), (E = MO 10%, U 5%, DD 55%, IR 30%) , (F= MO 10%, U 5%, DD 45%, IR 40%). Angka-angka yang diikuti huruf berbeda menunjukkan perbedaan nyata (P<0.05)
Konsentrasi CO2 tertinggi dihasilkan oleh perlakuan C yaitu sebesar 44,73%. namun tidak berbeda nyata dibandingkan A, B dan D. terendah dihasilkan oleh perlakuan F yaitu sebersar 34,86% namun tidak berbeda nyata dibandingkan perlakuan D dan E. Konsentrasi CO2 yang dihasilkan pada masing– masing perlakuan cukup tinggi, hal ini menunjukkan sampel pakan pada masing– masing perlakuan dapat meningkatkan konsentrasi CO2. . Substrat yang baik harus menghasilkan konsentrasi CO2 yang tinggi, hal ini karena konsentrasi CO2 yang tinggi akan menekan oksigen dalam rumen dan membuat suasananya menjadi anaerob dan dalam suasana ini sangat optimum untuk pendegradasian mikroba dalam melakukan fermentasi.
43.32a 43.98ab 44.73ab 42.09abc 39.53bc 34.86c 0 10 20 30 40 50 A B C D E F K o n se n tr as i C O2 (% ) Pakan Perlakuan 4.71a 5.36b 5.98b 6.80c 8.93d 9.22d 0 10 20 30 40 50 A B C D E F K o n se n tr as i C H4 ( % ) Pakan Perlakuan
Data pada Gambar 4. Menunjukan Pola dinamika gas CH4 yang dihasilkan setiap perlakuan. Konsentrasi gas CH4 tertinggi dihasilkan oleh perlakuan F yaitu 9,22% dari produksi gas total namun tidak berbeda nyata dengan konsentrasi gas CH4 yang dihasilkan perlakuan E sebesar 8.93%. Perlakuan A menghasilkan konsentrasi gas CH4 terendah sebesar 4,71%. Produksi gas CH4 dihitung berdasarkan konsentrasi gas CH4 yang dihasilkan dikalikan volume gas total. Perlakuan F menghasilkan produksi gas CH4 tertinggi karena memiliki hasil produksi gas total tertinggi pula. Naik turunnya volume produksi gas total yang dihasilkan akan berpengaruh pada volume gas CH4 , CO2, O2, dan gas minor lain yang ada di dalamnya.
Konsentrasi gas CH4 perlakuan D, E dan F yang mengandung kadar karbohidrat mudah terdegradasi dari molases lebih banyak yaitu sebanyak 10% cenderung lebih besar dari hasil gas CH4 dengan pakan perlakuan yang mengandung kadar karbohidrat mudah terdegradasi dari molases lebih sedikit yaitu 5% (A, B dan C) secara nyata (P<0.05) diikuti penambahan kadar sumber mikroba dari isi rumen kerbau berturut turut yaitu 20%, 30% dan 40% menghasilkan konsentrasi CH4 yang lebih besar. Fenomena ini diduga karena peningkatan kadar karbohidrat terlarut mudah terdegradasi berjalan seiring dengan peningkatan jumlah pemberian sumber mikroba. Beberapa penelitian menunjukan bahwa penambahan karbohidrat mudah terdegradasi dan mikroba secara bersamaan mampu meningkatkan kecernaan bahan organik pakan yang berimplikasi terhadap peningkatan produksi ternak.
Hasil konsentrasi gas CH4 perlakuan D, E dan F lebih tinggi dibandingkan perlakuan A, B dan C secara nyata (P<0.05). Produksi gas CH4 yang tinggi pada perlakuan D, E dan F menunjukkan ketiga pakan tersebut mampu mengoptimalkan kinerja mikroba rumen seperti bakteri selulotik. Peningkatan konsentrasi gas CH4 pada perlakuan (D, E, dan F) disebabkan oleh karakter protozoa sebagai penghuni terbanyak dalam populasi mikroba rumen yang hobi memakan bakteri selulotik. Bakteri selulotik dapat meningkat seiring dengan penambahan jumlah kadar molases sebagai sumber karbohidrat mudah terdegradasi. Sehingga apabila bakteri selulotik meningkat maka bakteri metanogen sebagai penghasil gas CH4 juga meningkat karena diketahui bakteri metanogen sendiri akan bersimbiosis dengan protozoa dalam rumen. Mitsumori and Sun (2008) melaporkan bahwa bakteri dan protozoa rumen memfermentasi karbohidrat akan memproduksi CO2, H2 dan VFA. Gas CO2 dan H2 adalah perkursor utama gas CH4 sehingga meningkatnya populasi protozoa akan berdampak pada peningkatan konsentrasi gas CH4.
Gas CH4 dibentuk melalui reaksi reduksi karbondioksida oleh hidrogen, dan beberapa diturunkan dari asam format yang dikatalisis oleh enzim yang dihasilkan oleh bakteri metanogenik. Pembentukan gas CH4 di dalam rumen terjadi melalui reaksi sebagai berikut :
CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O
Produksi gas CH4 dipengaruhi oleh regulasi produksi hidrogen dan pemanfaatan hidrogen oleh beberapa spesies mikroba. Asam asetat, butirat, dan propionat merupakan produk akhir yang dihasilkan oleh jalur metabolisme
fermentasi dalam rumen terseji pada Gambar 5. Dalam siklus pembentukan asam asetat dan butirat, hidrogen sebagai bahan dasar gas CH4 akan dihasilkan, sedangkan dalam pembentukan asam propionat membutuhkan ion hidrogen. Hal tersebut adalah dasar jalur kompetisi pemanfaatan hidrogen antara produksi asam propionat dengan proses methanogenesis (Moss et al . 2000, Li et al. 2014).
Gambar 5. Metabolisme Hidrogen dan Metanogenesis (Martin, 2008) Produksi gas CH4 juga berpengaruh terhadap produksi VFA total. Proses produksi VFA total yang terjadi pada jalur glikolisis dan siklus Krebs selalu diikuti dengan produksi CO2. Bila CO2 terlarut segera difermentasi oleh bakteri autotrof maka produksi gas akan rendah (Deacon 2004). Pernyataan tersebut
Karbohidrat, serat, pati
Oses H2
Piruvat Asetil Co-A
Oksaloasetat Malat Fumarat Suksinat H2 H2 Akrilat
Propionat Asetat Butirat
CH4 Produksi H2 Penggunaan H2 H2 H2 H2 H2
sesuai dengan hasil penelitian yaitu meningkatnya produksi VFA total (Tabel 6) dapat menurutkan produksi gas CH4.
Produksi gas CH4 juga berpengaruh terhadap produksi VFA total. Proses produksi VFA total yang terjadi pada jalur glikolisis dan siklus Krebs selalu diikuti dengan produksi CO2. Bila CO2 terlarut segera difermentasi oleh bakteri autotrof maka produksi gas akan rendah (Deacon 2004). Pernyataan tersebut sesuai dengan hasil penelitian yaitu meningkatnya produksi VFA total (Tabel 6) dapat menurutkan produksi gas CH4.