TINJAUAN PUSTAKA
Potensi Ampas Kelapa sebagai Pakan Ternak
Kelapa (Cocos nuciferaL.) merupakan tanaman tropis yang penting bagi
negara Asia dan Pasifik. Tanaman kelapa disebut juga pohon kehidupan, karena
dari setiap bagian tanaman dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup
manusia (Suhardikono, 1995).
Tanaman kelapa di Indonesia mencapai luas 3.759.397 ha. Sekitar 92,40%
diantaranya berupa kelapa dalam yang diusahakan sebagai perkebunan rakyat,
sedangkan kelapa hibrida baru sekitar 4%. Oleh karena itu, Indonesia disebut
sebagai negara produsen kelapa kedua setelah Philipina, tentu dilihat dari segi
total areal maupun potensi produksinya (Putri, 2010).
Produksi kelapa di Sumatera Utara adalah 88.962 ton, dengan produksi
terbesar dari Kabupaten Nias Utara 14.905 ton, Asahan 18.121 ton dan Nias
Selatan 12,612 ton (Dinas Perkebunan Provinsi Sumatera Utara, 2014). Dengan
jumlah produksi kelapa tersebut, diperoleh jumlah produksi ampas kelapa di
provinsi Sumatera Utara sebesar 13.344.300 kg (Diolah dari Suhardikono, 1995
dan Suhardiman,1999).
Tanaman kelapa banyak ditemukan di daerah pantai karena memerlukan
kelembaban yang tinggi. Buah kelapa berbentuk bulat panjang dengan ukuran
kurang lebih sebesar kepala manusia. Komposisi buah kelapa terdiri dari sabut
33%, tempurung 12%, daging buah 28% dan air 25% (Tekpan, 2006). Sedangkan
Suhardiman (1999), menyatakan bahwa komposisi buah kelapa seperti bagan
berikut:
-serat pintal -minuman -arang tempurung
-serat sikat -obat-obatan -perkakas
-penyiraman tanaman
- bumbu dapur - minyak kampung - minyak pabrik - untuk kue
- bungkil - bungkil -dll
Santan adalah cairan yang diperoleh dengan melakukan pemerasan
terhadap daging buah kelapa parutan yang digunakan untuk mengolah berbagai
masakan. Dengan cara perasan, diperoleh santan sedikit lebih daripada 50% berat
daging buah kelapa parutan mula-mula (Suhardikono, 1995).
Ampas kelapa merupakan sumber protein yang baik. Kandungan
proteinnya, sekitar 23% lebih besar dibandingkan dengan gandum, tetapi tanpa
jenis protein yang spesifik yang ada pada tepung gandum, yaitu gluten. Meskipun
ampas kelapa merupakan hasil samping pembuatan santan, namun memiliki
Ampas kelapa dapat diolah menjadi produk lain seperti tepung ampas
kelapa yang diperolehdengan cara menghaluskan daging ampas kelapa. Hasil
analisis Rindengan et al. (1997) menyatakan pada tepung ampas kelapa dari
Genjah Kuning Nias yaitu: kadar air 4,56%, protein 4,11%, lemak 15,89%, serat
kasar 30,58%, karbohidrat 79,34% dan abu 0,66%. Hasil analisis Putri (2010)
menyatakan bahwa ampas kelapa dapat digunakan sebagai pakan alternatif,
karena memiliki kandungan nutrien yang cukup tinggi yaitu protein 5,78%, lemak
38,24% dan serat kasar 15,07%.
Proses fermentasi dapat menurunkan kadar lemak ampas kelapa sebesar
11,39%. Fermentasi ampas kelapa juga mampu meningkatkan kecernaan bahan
kering dan bahan organik, dimana komponen ini diperlukan untuk mengetahui
sejauh mana pakan tersebut dapat dipergunakan dan dicerna oleh ternak (Miskyah
et al., 2006).
Pengertian Fermentasi
Fermentasi merupakan proses perombakan struktur secara fisik, kimia dan
biologi sehingga bahan dari struktur yang kompleks manjadi sederhana, sehingga
daya cerna ternak menjadi lebih efisien (Nisa et al., 2008). Pada fermentasi terjadi
proses yang menguntungkan, diantaranya dapat mengawetkan, menghilangkan
bau yang tidak diinginkan dan racun yang terdapat pada bahan, meningkatkan
daya cerna dan mengubah warna (Lestari, 2001).
Fermentasi adalah salah satu cara untuk mengolah ampas kelapa menjadi
bahan pakan. Pada proses fermentasi terjadi reaksi dimana senyawa kompleks
diubah menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan molekul air.
komponen bahan yang sulit dicerna menjadi lebih mudah dicerna, sehingga
diharapkan dapat meningkatkan nutrisinya (Supriyati et al., 1999).
Produk fermentasi diharapkan dapat memperbaiki sifat-sifat bahan dasar,
seperti meningkatkan kecernaan, menghilangkan senyawa beracun, menimbulkan
rasa dan aroma yang disukai (Prescott dan Dunn, 1982). Keberhasilan suatu
proses fermentasi agar memperoleh produk yang lebih baik dan berkualitas
dibandingkan dengan bahan asalnya, berkaitan erat dengan cara melakukan
pengolahan.
Fermentasi dapat diartikan sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa
bakteri, khamir dan jamur. Contoh perubahan kimia dari fermentasi meliputi
pengasaman susu, dekomposisi pati dan gula menjadi alkohol dan karbondioksida
serta senyawa nitrogen organik (Hidayatet al., 2006).
Mekanisme Fermentasi
Enzim merupakan biokatalisator yang sangat efektif yang akan
meningkatkan kecepatan reaksi kimia spesifik secara nyata (Lehninger, 1995).
Sifat spesifisitas enzim berbeda satu sama lain sehingga dapat dimanfaatkan untuk
tujuan reaksi atau jenis produk yang diharapkan. Enzim juga dapat bekerja pada
kondisi yang ramah (mild), sehingga lebih efisien karena dapat menekan
konsumsi energi proses (tekanan dan temperatur tinggi). Katalis enzim juga
meminimalisir terikutnya senyawa-senyawa pengotor dalam produk suatu proses
(August, 2000).
Enzim lipase yang diproduksi masing-masing kapang berbeda-beda dan
enzim lipase akan merombak lemak yang akan digunakan oleh kapang sebagai
sumber energi (Yohanista et al., 2014).
Gambar 2. Mekanisme pemecahan lipid
Dalam aktivitasnya, kapang menggunakan karbohidrat sebagai sumber
karbon. Pemecahan karbohidrat akan diikuti dengan pembebasan energi,
karbondioksida dan air. Panas yang dibebaskan menyebabkan suhu substrat
meningkat (Winarno, 1989).
Gambar 3. Mekanisme Pemecahan Karbohidrat
Proses fermentasi terbukti bermanfaat untuk meningkatkan kualitas dan
palatabilitas pakan, sehingga konsumsi pakan akan meningkat dan akibatnya
Peningkatan kadar protein dan aktivitias enzim amilase berjalan selaras
seiring dengan waktu untuk fermentasi. Semakin tinggi aktivitas enzim amilase
maka semakin tinggi kadar protein yang dihasilkan. Enzim amilase berfungsi
untuk menyediakan gula sederhana (glukosa) sebagai bahan dasar untuk sintesis
protein. Glukosa merupakan sumber dari asam piruvat, yang merupakan
komponen utama untuk pembentukan asam amino (Sidarta et al. 2010).
Lama Fermentasi
Pertumbuhan mikroba ditandai dengan lamanya waktu yang digunakan,
sehingga konsentrasi metabolik semakin meningkat sampai akhirnya menjadi
terbatas yang kemudian dapat menyebabkan laju pertumbuhan menurun
(Fardiaz, 1992). Seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini,
Gambar 4. Kurva Pertumbuhan <ikroba
Untuk beberapa lama fermentasi terutama dihubungkan dengan
karbohidrat, bahkan sampai sekarangpun masih sering digunakan. Padahal
pengertian fermentasi tersebut menyangkut perombakan protein dan lemak oleh
akitvitas mikroorganisme. Fermentasi sering dihubungkan dengan pembentukan
gas yang disebabkan oleh mikroorganisme yang hidup. Fermentasi dapat juga
berlangsung (meskipun jarang terjadi) dengan menggunakan ekstrak enzim yang
berfungsi sebagai katalisator reaksi (Suprihatin, 2010).
Mikroba memiliki karakteristik dan ciri yang berbeda didalam persyaratan
tumbuhnya. Karakteristik persyaratan pertumbuhan mikroba inilah yang
menyebabkan bermacam-macam media penunjang pertumbuhan mikroba.
Penyiapan media meliputi media alamiah dan media komersial. Beberapa faktor
yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba, meliputi: suplai nutrisi, suhu,
keasaman dan ketersediaan oksigen (Hajoeningtijas, 2012).
Pertumbuhan sel kapang yang lebih aktif akan mengakibatkan kenaikan
kadar serat kasar dinding sel kapang, dimana pertumbuhan sel kapang yang lebih
aktif dan tinggi menurunkan aktifitas kapang bila nutrisi nutrisi substrat yang
tersedia tidak tercukupi (Purwadaria et al., 1998).
Dosis Inokulum
Jumlah spora yang terlalu sedikit akan memperlambat laju pertumbuhan
sehingga memberikan kesempatan kepada mikroba lain yang mampu bersaing
dengan mikroba yang ada. Jumlah mikroba yang terlalu banyak akan
menyebabkan sporulasi yang terlalu cepat sehingga sebagian energi tidak
digunakan untuk memperbanyak sel. Jumlah koloni mikroba yang optimal untuk
fermentasi adalah 1x107 (Tanuwidjadja, 1975).
Proses fermentasi sangat dipengaruhi oleh faktor level dan waktu. Tingkat
level berkaitan dengan besaran populasi mikroba yang berpeluang menentukan
cepat tidaknya perkembangan mikroba dalam menghasilkan enzim untuk
merombak substrat, sehingga pada gilirannya akan berpengaruh terhadap produk
Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman (pH) merupakan petunjuk aktivitas ion H dalam suatu
larutan. Pada proses fermentasi, pH sangat berpengaruh terhadap laju
pertumbuhan mikroba dan berhubungan erat dengan suhu. Jika suhu naik, maka
pH optimum untuk pertumbuhan juga naik (Fardiaz, 1989).
Mikroba memiliki pH minimum, maksimum dan optimum. Bakteri
memerlukan pH 6,5-7,5; khamir 4,0-4,5; sedang jamur mempunyai kisaran pH
yang luas (Hidayat et al., 2006). Kebanyakan bakteri mempunyai pH optimum
sekitar pH 6 – 7,5, khamir mempunyai pH 4-5 dan tumbuh pada kisaran pH 2,5 –
8 dan kapang mempunyai pH optimum antara 5 sampai 7 dan dapat tumbuh pada
kisaran pH 3 – 8,5. Dalam fermentasi, control pH penting sekali dilakukan karena
pH yang optimum harus tetap dipertahankan (Fardiaz, 1987).
pH optimum pertumbuhan bagi kebanyakan mikroba terletak antara
6,5-7,5. namun, beberapa spesies dapat tumbuh dalam keadaan sangat asam atau
alkalin. Bagi kebanyakan spesies, nilai pH maksimum dan minimum ialah antara
4 dan 9 (Hajoeningtijas, 2012).
Pada pH tinggi atau rendah memungkinkan terjadi denaturasi dan ini akan
mengakibatkan menurunnya antivitas enzim. Karena enzim merupakan protein,
perubahan pH akan mengakibatkan ionisasi pada molekul protein berubah pula.
Perubahan ini akan mengakibatkan preubahan sturktur tiga dimensinya berubah
sehingga fungsi kataliknya terganggu (Murni et al., 2011).
Protein Kasar
Protein kasar adalah nilai hasil bagi dari total nitrogen amonia dengan
(100/16). Nitrogen yang terdapat di dalam pakan tidak hanya berasal dari
protein saja tetapi ada juga nitrogen yang berasal dari senyawa bukan protein
atau nitrogen nonprotein (non–protein nitrogen/NPN). Nilai yang diperoleh
dari perhitungan diatas merupakan nilai dari apa yang disebut protein kasar
(Kamal,1998).
Kadar protein suatu bahan pakan secara umum dapat diperhitungkan
dengan analisis kadar protein kasar. Analisis kadar protein ini merupakan usaha
untuk mengetahui kadar protein bahan baku pakan. Analisis kadar protein
digunakan untuk menguji kadar protein, ditentukan kadar nitrogennya secara
kimiawi kemudian angka yang diperoleh dikalikan dengan
faktor 6,25 = (100 : 16). Faktor tersebut digunakan sebab nitrogen mewakili
sekitar 16% dari protein (Murtidjo, 1987). Kandungan protein yang dimiliki oleh
ampas kelapa yaitu sebesar 11,35% (Miskiyah et al., 2006)
Lemak Kasar
Kadar lemak dalam analisis proksimat ditentukan dengan
mengekstraksikan bahan pakan dalam pelarut organik. Zat lemak terdiri dari
karbon, oksigen dan hidrogen. Lemak yang didapatkan dari analisis lemak ini
bukan lemak murni akan tetapi campuran dari berbagai zat yang terdiri dari
klorofil, xantofil, karoten dan lain-lain (Murtidjo, 1987).
Kemudian untuk penetapan kandungan lemak dilakukan dengan larutan
N-heksan sebagai pelarut. Fungsi dari N-heksan adalah untuk mengekstraksi
lemak atau untuk melarutkan lemak, sehingga merubah warna dari kuning
menjadi jernih (Mahmudi, 1997). Kadar lemak kasar yang terdapat pada ampas
Serat Kasar
Serat kasar merupakan residu dari bahan makanan atau hasil pertanian
setelah diperlakukan dengan asam atau alkali mendidih, dan terdiri dari selulosa,
dengan sedikit lignin dan pentosa. Serat kasar juga merupakan kumpulan dari
semua serat yang tidak bisa dicerna, komponen dari serat kasar ini yaitu terdiri
dari selulosa, pentosa, lignin, dan komponen-komponen lainnya. Komponen dari
serat kasar ini serat ini tidak mempunyai nilai gizi akan tetapi serat ini sangat
penting untuk proses memudahkan dalam pencernaan didalam tubuh agar proses
pencernaan tersebut lancar (peristaltic) (Hermayati et al., 2006).
Serat kasar adalah salah satu komponen polisakarida. Serat kasar
merupakan salah satu komponen polisakarida non-pati. Serat kasar merupakan
nutrien khas penyusun dinding sel tanaman, yang sebagian besar adalah selulosa
(Mulyono, 2009).
Serat kasar merupakan nutrien khas penyusun dinding sel tanaman, yang
sebagian besar adalah selulosa (Mulyono, 2009). Kadar serat kasar yang terdapat
pada ampas kelapa sebesar 15,07% (Putri, 2010).
Analisis kadar serat kasar adalah usaha untuk mengetahui kadar serat kasar
bahan baku pakan. Zat-zat yang tidak larut selama pemasakan bisa diketahui
karena terdiri dari serat kasar dan zat-zat mineral, kemudian disaring,
dikeringkan, ditimbang dan kemudian dipijarkan lalu didinginkan dan ditimbang
sekali lagi. Perbedaan berat yang dihasilkan dari penimbangan menunjukkan berat
serat kasar yang ada dalam makanan atau bahan baku pakan (Murtidjo, 1987).
Kandungan serat kasar dipengaruhi oleh intensitas pertumbuhan misella
energi, dan kehilangan bahan kering selama fermentasi. Pertumbuhan misella
kapang dapat meningkatkan kandungan serat kasar LSF karena terbentuknya
dinding sel yang mengandung selulosa, disamping terjadinya kehilangan dari
sejumlah padatan (Mirwandhono dan Siregar, 2004).
Dinding sel kapang selama fermentasi mengalami kumulasi dalam media
dimana semakin lama waktu fermentasi maka akan menghasilkan pertumbuhan
miselium yang lebat. Secara umum kandungan serat kasar produk fermentasi
dipengaruhi oleh pertumbuhan miselia kapang (Siswoko, 1996).
Aspergillus niger
Aspergillus nigeradalah jamur yang digunakan dalam pembuatan asam sitrat. Asam sitrat merupakan salah satu asam organik yang banyak digunakan
dalam bidang pangan, misalnya pada pembuatan permen dan minuman kemasan.
Jamur ini sering mengkontaminasi makanan, misalnya roti tawar (Hidayatet al.,
2006).Aspergillus niger dapat tumbuh dengan cepat. Oleh karena itu Aspergillus
niger banyak digunakan secara komersial (Sugiyanti et al., 2013).
Pertumbuhan dan perkembangbiakan sel jamur Aspergillus niger dalam
proses fermentasi untuk memproduksi enzim dengan aktivitas enzim tertinggi
sangat ditentukan oleh lamanya waktu fermentasi dan beberapa faktor seperti: laju
aerasi, konsentrasi induser (minyak goreng sawit), kecepatan pengadukan dan pH
awal (Murni et al., 2011).
Aspergillus niger tumbuh optimum selama 3-5 hari (Falony, 2008), pada
suhu 35-37 0C, dengan suhu minimum 6-8 0C dan suhu maksimum 45-47 0C.
dasar putih atau kuning dengan lapisan konidiospora yang tebal dan berwarna
gelap cokelat (Ingrid dan Suharto, 2012).
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa fermentasi substrat padat
menggunakan jamur Aspergillus niger dapat menurunkan kandungan serat kasar,
meningkatkan kadar protein dan daya cerna secara in vitro (Hutajulu,
2007).Potensi Aspergillus niger telah banyak diketahui seiring dengan
dilakukannya penelitian yang membuktikan kemampuannya dalam melakukan
transformasi senyawa (Mahmoud et al., 2007).
PemanfaatanAspergillus niger dalam proses fermentasi limbah sawit
(bungkil inti dan lumpur sawit) mampu meningkatkan kadar protein dari 15,40%
menjadi 23,40% dan meningkatkan daya cerna bahan jika dimanfaatkan oleh
ternak unggas (Mirwandhono dan Siregar, 2004).
Kenaikan protein masing-masing substrat perlakuan disebabkan oleh
turunnya kandungan pati atau karbohidrat dan lemak serta tumbuhnya kapang
yang mengandung nitrogen cukup tinggi (5-8%). Selama proses fermentasi
kapang mengeluarkan enzim dan enzim ini terdiri dari protein. Sedangkan kapang
sendiri merupakan protein sel tunggal (Nurhayati et al., 2006).
Peningkatan kadar protein kasar pada perlakuan yang difermentasi
dikarenakan fermentasi dapat mengubah zat yang bersifat kompleks menjadi
bentuk yang lebih sederhana. Senyawa yang dapat dipecah dalam proses
fermentasi Aspergillus niger adalah karbohidrat dan asam amino. Fermentasi
dapat menghasilkan produk yang lebih baik dari bahan aslinya
Pengingkatan kandungan kapag sejalan dengan peningkatan kandungan
protein, dikarenakan tubuh kapang terdiri dari elemen nitrogen (Muhsafaat et al.,
2015). Kapan aniger mempunyai kandungan protein kasar yag berasal dari protein
sel tunggal sebesar 50,18% (Chiou et al., 2001).
Fermentasi Aspergillus niger dapat menaikkan kadar protein kasar, lemak kasar dan kadar abu tepung kulit ubi kayu dan terjadi penurunan bahan kering dan
serat kasar tepung kulit ubi kayu. Fermentasi Aspergillus niger yang terbaik untuk
menaikkan kadar protein kasar dan menurunkan serat kasar pada lamafermentasi 4
hari karena pada lama fermentasi 6 hari kecenderungan meningkatnya kadar
protein kasar tidak signifikan lagi dan kadar serat kasar mulai naik. Interaksi
berbagai level pemberian Aspergillus niger dan variasi lamanya waktu fermentasi
dapat memperbaiki nilai nutrisi tepung kulit ubi kayu (Mirwandonoet al., 2006).
Kapang setelah menyerang pati kemudian akan menyerang protein dan
lemak sebagai sumber energi. Aspergillus niger mampu memproduksi enzim
lipase sehingga dapat menurunkan lemak yang terkandung dalam bahan
(Rusdi, 1992). Aspergillus niger memproduksi enzim lipase tertinggi pada masa
inkubasi hari ke-4 baik pada subtrat minyak kelapa maupun ampas kelapa dan
apabila digunakan untuk fermentasi ampas kelapa dapat mengubah komposisi
nutrien ampas kelapa khususnya penurunan lemak (Kurniawan, 2016).
Ragi Tape
Ragi merupakan organisme fakultatif yang mempunyai kemampuan
menghasilkan energi dari senyawa organik dalam kondisi aerob maupun anaerob
sehingga ragi dapat tumbuh dalam kondisi ekologi yang berbeda. Ragi dapat
Ragi yang mengandung mikroflora seperti kapang, khamir dan bakteri
dapat berfungsi sebagai starter fermentasi. Selain itu ragi juga kaya akan protein
yakni sekitar 40-50%, jumlah protein ragi tersebut tergantung dari jenis bahan
penyusunnya (Susanto dan Saneto, 1994).
Ragi tape merupakan bibit atau starter untuk membuat berbagai macam
fermentasi, seperti tape ketan atau singkong, tape ubi jalar, brem cair atau padat
dan lainnya. Ragi tape umumnya terdiri dari kapang, khamir dan bakteri. Cita rasa
tape yang dihasilkan ditentukan oleh jenis mikroorganisme yang aktif di dalam
ragi. Keaktifan mikroorganisme di dalam ragi diatur dengan penambahan bumbu
dan rempah (Tim Penulis UNAIR, 2007).
Ragi tape adalah suatu bahan yang dapat berperan sebagai probiotik yang
terdiri dari inokulum padat yang mengandung berbagai jenis kapang, khamir dan
bakteri. Walaupun telah terisolasi berbagai mikroba di dalam ragi tape tetapi telah
diketahui jenis yang dominan adalah Aspergillus niger dari jenis kapang dan
Sacharomyces cereviceae dari jenis khamir. Dalam proses fermentasi Aspergillus niger dapat mensekresi enzim selulase yang berfungsi mencerna serat kasar,
sedangkan Sacharomyces cereviceae berperan menfermentasi glukosa menjadi alkohol (Akmal dan Filawati, 2008).
Secara fisiologi, ragi tape menghasilkan enzim yang dapat mengubah
substrak menjadi bahan lain dengan menggunakan energi. Kata ragi dipakai untuk
menyebutkan adonan atau ramuan yang digunakan dalam pembuatan berbagai
makanan dan minuman seperti roti, anggur, bir dan lainnya (Adnan dan Halifah,
Ragi terdiri dari sejumlah kecil enzim, termasuk protease, lipase, invertase,
maltase dan zimase. Enzim yang penting dalam ragi adalah invertase, maltase dan
zimase. Enzim invertase dalam ragi bertanggung jawab terhadap awal aktivitas
fermentasi. Enzim ini mengubah gula (sukrosa) yang terlarut dalam air menjadi gula
sederhana yang terdiri atas glukosa dan fruktosa. Gula sederhana kemudian dipecah
menjadi karbondioksida dan alkohol. Enzim amilase yang terdapat dalam tepung
mampu memproduksi maltose yang dapat dikonsumsi oleh ragi sehingga fermentasi
