Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 1 IDENTIFIKASI KHAMIR PADA FESES SAPI POTONG SEBELUM DAN SESUDAH PROSES PEMBENTUKAN BIOGAS PADA DIGESTER
FIXED-DOME
IDENTIFICATION OF YEAST IN BEEF CATTLE FECES BEFORE AND AFTER THE PROCESS OF BIOGAS FORMATION IN FIXED-DOME
DIGESTER
Vika Nur Afliani*, Tb. Benito A. Kurnani, Eulis Tanti Marlina. Universitas Padjadjaran
*Alumni Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran e-mail : vika_nurafliani@ymail.com
ABSTRAK
Penelitian mengenai “Identifikasi Khamir pada Feses Sapi Potong Sebelum dan Sesudah Proses Pembentukan Biogas pada Digester Fixed-dome“ dilaksanakan pada bulan Maret 2015. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui jumlah dan jenis khamir yang terdapat pada feses sapi potong sebelum dan sesudah proses pembuatan biogas dengan digester fixed-dome. Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan metode kuantitatif dengan analisis laboratorium. Hasil penelitian menunjukan bahwa jumlah khamir mengalami penurunan berkisar antara 75% - 100%. Hasil identifikasi jenis khamir yang terdapat pada feses sapi potong sebelum proses pembentukan biogas adalah Candida sp., Rhodotorula sp., dan Trichosporon sp. dan pada proses sesudah pembentukan biogas dengan digester fixed-dome adalah Candida sp.
Kata kunci : Feses sapi potong, Biogas, Jumlah Khamir, Jenis Khamir ABSTRACT
Research on “Identification of Yeast in Beef Cattle Feces Before and After the Process of Biogas Formation in fixed-dome digester”, was carried out in the March 2015. This research aims to knew the number and species of yeast in beef cattle feces before and after the process of making biogas in fixed-dome digester. This study used microbial analysis methods. The research results show that the yeast number in the feces were decline in the range of 75% - 100%. The results of identification species of yeast in beef cattle feces before the process of biogas formation are Candida sp., Rhodotorula sp., dan Trichosporon sp. and after the process of biogas formation in fixed-dome digester is Candida sp.
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 2 PENDAHULUAN
Pemeliharaan sapi potong erat kaitannya dengan limbah yang dihasilkan. Limbah sapi potong yang berupa feses, urin, dan sisa pakan merupakan sumber pencemaran terhadap lingkungan. Oleh karena itu harus ditangani secara tepat untuk mencegah terjadinya kontaminasi terhadap air, udara, tanah yang berdampak timbulnya gangguan bagi kesehatan manusia. Limbahsapi potong merupakan sumber mikroorganisme, karena mengandung substrat yang digunakan mikroorganisme untuk produksi metana.
Upaya mengatasi limbah sapi potong yang selama ini dianggap mengganggu karena menjadi sumber pencemaran lingkungan, perlu dilakukan pengelolaan dengan cara yang tepat.Perlu adanya teknologi tepat guna yang dapat memanfaatkan limbah sehingga dapat mengurangi pencemaran terhadap lingkungan sekaligus menjadi sumber energi yang dapat mengatasi permasalahan energi.
Salah satu solusi untuk mengatasi pencemaran lingkungan akibat limbah sapi potong adalah dengan mengubahnya menjadi biogas. Biogas adalah gas yang dihasilkan dari aktivitas biologis dalam proses fermentasi anaerob. Biogas merupakan campuran gas yangdihasilkan dari proses peruraian senyawa organik dalam biomasa oleh bakteri alami metanaogenik dalam kondisi anaerob. Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Kandungan metana yang semakin tinggi akan menyebabkan semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada biogas, dan semakin rendah kandungan metanaakan menyebabkan semakin rendah pula kandungan energi (nilai kalor) pada biogas.
Proses degradasi anaerob untuk pembentukan biogas terdiri dari 4 tahap diantaranya yaitu, tahap hidrolisis, tahap asidogenesis, tahap asetogenesis dan tahap metanogenesis. Pada tahapan-tahapan tersebut, khamir berperan dalam tahap hirolisis dan tahap asidogenesis. Khamir memiliki beberapa enzim penting seperti selulase, fosfatase, lipase, dan proteinase yang menyebabkan khamir memegang peran yang penting dalam menstimulasi dekomposisi dan mineralisasi senyawa organik di dalam feses.
Proses anaerobik dapat berlangsung di bawah kondisi lingkungan yang luas meskipun proses yang optimal hanya terjadi pada kondisi yang terbatas. Temperatur optimum khamir berkisar 25 – 30°C dengan temperatur maksimum 35 – 47°C. Beberapa khamir dapat tumbuh padatemperatur 0°C atau kurang. Kebanyakan khamir lebih menyukai tumbuh pada keadaan asam, yaitu pH 4 – 4,5 dan tidak dapat tumbuh dengan baik pada medium alkali, kecuali telah beradaptasi. Khamir tumbuh baik pada kondisi aerobik, tetapi yang bersifat fermentatif dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat.
Penelitian tentang khamir banyak dilakukan dalam bentuk eksplorasi dari berbagai ekosistem di Indonesia namun masih jarang yang melakukan penelitian khamir terhadap feses sapi potong pada saat masih segar dan saat sudah menjadi sludge. Berdasarkan hal tersebut maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai identifikasi khamirpada feses sapi potong sebelum dan sesudah proses pembentukan biogas pada digester fixed-dome.
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 3 BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel feses sapi potong dari substrat biogas dan sludge sisa pembentukan biogas, MEA (Malt Ekstract Agar)., aquades, antibiotik, spirtus, NaCl fisiologis
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah botol plastik, timbangan analitik, gelas ukur, kompor, batang pengaduk, erlenmeyer, auto clave, bunsen, korek api, tabung reaksi, rak tabung reaksi, kertas label, pipet ,bulp pipet, cawan petri, inkubator, kertas, dan pulpen.
Metode Penelitian
Metode penelitian ini menggunakan metode kuantitatif dengan analisis laboratorium ditabulasi dalam bentuk tabel disertai dengan persentase penurunan
Uji yang dilakukan pada sampel adalah sebagai berikut:
Perhitungan Jumlah Khamir. Identifikasi ini bertujuan untuk mengetahui jumlah khamir yang berasal dari feses sapi potong pada substrat biogas serta mengetahui masih ada atau tidaknya khamir pada sludge sisa pembentukan biogas. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi dan Penanganan Limbah Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran, Jatinangor dengan menggunakan perhitungan cawan (total plate count/TPC).
Identifikasi Jenis Khamir. Identifikasi ini bertujuan untuk mengetahui jenis khamir yang berasal dari feses sapi potong pada substrat biogas serta pada sludge sisa pembentukan biogas jika masih ada. Identifikasi ini perlu
dilakukan agar mengetahui jenis khamir yang ditemukan memberikan dampak negatif atau positif bagi lingkungan. Pengujian ini dilakukan di Balai Besar Penelitian Veteriner Bogor Jawa Barat. Perhitungan Jumlah Khamir
Perhitungan jumlah khamir dilakukan melalui pengenceran terlebih dahulu, Setelah sampel diencerkan, kemudian dimasukan ke dalam inkubator sampai kurang lebih 4 hari dengan temperatur 370C. Setelah kurang lebih 4 hari maka dapat dilihat hasilnya atau dapat diperiksa setiap hari, lalu dilakukan perhitungan jumlah khamir dengan ciri-ciri terdapat bintik seperti bakteri namun mengkilap pada sampel selanjutnya dihitung dengan menggunakan perhitungan cawan (total plate count/TPC). Pengujian ini dilakukan sebanyak 3 kali ulangan dengan metode triplo.
Identifikasi Jenis Khamir
Setelah diketahui jumlah awal khamir dan selanjutnya dilakukan metode sludge cultur maka selanjutnya dilakukan identifikasi jenis khamir di Laboratorium Mikologi Balai Besar Penelitian Veteriner Bogor Jawa Barat. Setelah khamir teridentifikasi selanjutnya khamir tersebut dianalisis memberikan dampak negatif atau positif bagi lingkungan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jumlah khamir yang terdapat pada feses sapi potong sebelum dan sesudah proses pembuatan biogas dengan digester fixed-dome tercantum pada Tabel 1.
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 4 Tabel 1. Jumlah Khamir Sebelum dan Sesudah Pembentukan Biogas pada
Digester Fixed-Dome.
Tabel 1. menunjukkan bahwa jumlah khamir pada sampel 1, 2, dan 3 mengalami penurunan berturut-turut sebanyak 72 %, 100 %, dan 93 %. Penurunan jumlah khamiryang berkisar antara 72 %-100 % sesudah proses pembentukan biogas ini dipengaruhi oleh penurunan kadar oksigen pada digester karena proses pembentukan biogas ini berlangsung secara anaerobik, hal ini sejalan dengan yang dikemukakan oleh Kanti (2006) khamir tumbuh baik pada kondisi aerobik, tetapi yang bersifat fermentatif dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat.
Selain dipengaruhi oleh penurunan oksigen, penurunan khamir pada sludge (sesudah proses pembentukan biogas) juga dipengaruhi oleh perubahan pH, seperti yang dikemukakan oleh Kanti (2006) bahwa kebanyakan khamir lebih menyukai tumbuh pada keadaan asam, yaitu pH 4 – 4,5 dan tidak dapat tumbuh dengan baik pada medium alkali, kecuali telah teradaptasi. Selanjutnya Tuti (2006) menyatakan bahwanilai pH yang dibutuhkan untuk digester pembentukan biogas adalah antara 6,5– 8. Dengan melihat pembentukan biogas pada digester berlangsung dengan baik yakni nilai pH awal (feses sapi potong) adalah 6,8, kemudian pH di dalam
digester 6,3 dan pH sludge adalah 7,5.Nilai pH tersebut dapat mempengaruhi jumlah khamir yang dapat bertahan.Maka kondisi oksigen, pH berjalan sesuai dengan kondisi yang diharapkan untuk pembentukan biogas Selain kadar oksigen dan pH, faktor lain yang mempengaruhi keberadaan khamir pada proses pembentukan biogas adalah bakteri yang juga ikut berperan dalam proses pembentukan biogas. Hal ini sejalan dengan pernyataan Fardiaz (1992) dan Hermanianto., dkk (2007) bahwa khamir umumnya memiliki ketahanan untuk tumbuh pada lingkungan yang lebih ekstrim dibandingkan dengan bakteri. Namun, pada kondisi yang ideal seperti pH substrat yang netral, kadar air yang tinggi, dan adanya nutrisi yang ideal, kapang dan khamir pertumbuhannya justru cenderung lebih lambat dibandingkan dengan bakteri karena kalah dalam kompetisi pertumbuhan.
Hasil isolasi dan identifikasi khamir yang terdapat pada feses sapi potong sebelum dan sesudah proses pembuatan biogas dengan digester fixed-dome tercantum pada Tabel 2. Sampel Jumlah khamir Persentase Penurunan Sebelum Sesudah ---10-1CFU/ml--- ---%--- 1 145 40 72 % 2 40 0 100 % 3 145 10 93 % Jumlah 330 50
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 5 Tabel 2. Identifikasi khamir yang terdapat pada feses sapi potong sebelum dan
sesudah proses pembuatan biogas dengan digester fixed-dome.
Tabel 2 menunjukkan hasil identifikasi jenis khamir yang ditemukan pada feses sapi potong sebelum dan sesudah proses pembentukan biogas dengan digester fixed-dome. Khamir yang teridentifikasi pada feses sapi potong sebagai bahan isian digester adalah Candida sp., Rhodotorula sp., dan Trichosporon sp.. Tabel 2 menunjukkan jenis khamir pada sampel I dan III sebelum pembentukan biogas terdapat 3 jenis khamir yang teridentifikasi sedangkan pada tahap sesudah pembentukan biogas pada sampel I dan III terdapat 1 jenis khamir yang teridentifikasi. Sampel II menunjukan bahwa pada sampel sebelum pembentukan biogas terdapat 2 jenis khamir dan sesudah pembentukan biogas tidak terdapat khamir yang teridentifikasi.
Sampel I dan III memiliki kesamaan pada hasil identifikasi jenis khamir yang tumbuh pada saat sebelum pembentukan biogas, khamir yang teridentifikasi antara lain Rhodotorula sp., Trichosporon sp., dan Candida sp. Namun pada sampel II khamir Candida sp.tidak dapat teridentifikasi. Pada sampel setelah pembentukan biogas, khamir yang teridentifikasi pada sampel I dan III yaitu jenis Candida sp. Sedangkan pada sampel II tidak teridentifikasi adanya khamir. Hal ini
sejalan dengan yang dikemukakan oleh Deshmukh (2013) bahwa salah satu khamir yang teridentifikasi pada substrat hasil pembentukan biogas adalah jenis Candida sp.
Jenis khamir yang masih teridentifikasi pada sludge atau sesudah proses pembentukan biogas hanya jenis Candida sp., sedangkan Rhodotorula sp., dan Trichosporon sp. sudah tidak teridentifikasi, hal ini disebabkan oleh pada tahap hidrolisis merupakan tahapan yang toleran terhadap keberadaan khamir. Faktor yang sangat menentukan perkembangan khamir yaitu oksigen dan derajat keasaman (pH). Proses pembentukan biogas pada dasarnya merupakan proses anaerob hal ini berbanding terbalik dengan proses hidup khamir yang sebagian besar hidup pada kondisi aerob, walaupun demikian khamir masih tetap ada pada sisa pembentukkan biogas, hal ini karena pada proses pembentukan biogas walaupun dalam kondisi anaerob namun masih terdapat sedikit kandungan oksigen di dalamnya, hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Setiawan (2008) bahwa pada komposisi biogas masih terdapat kandungan oksigen dalam jumlah sangat kecil yaitu sekitar 0,1-0,5%.
Sampel Jenis Khamir
Sebelum Sesudah I. Candida sp. Candida sp. Trichosporon sp. Rhodotorula sp. II. Rhodotorula sp. - Trichosporon sp. III. Candida sp. Trichosporon sp. Candida sp. Rhodotorula sp.
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 6 Faktor lain yang mempengaruhi
keberadaan khamir yaitu pH seperti yang dikemukakan oleh Kanti (2006) bahwa khamir mampu tumbuh baik pada rentang pH yang lebih bervariasi, dan umumnya khamir lebih suka tumbuh pada kondisi asam yaitu pada kisaran 4-4,5, pada tahap hidrolisis khamir masih tumbuh dengan baik seperti yang dikemukakan Nur Laili dan Susi A.W (2013) pH optimum untuk proses hidrolisis adalah 5,5 – 6,5, kisaran pH tersebut masih toleran dengan keberadaan khamir, Rina Soetopo, dkk (2011) menyatakan bahwa kondisi optimum proses asidogenesis adalah pH sekitar 5, dengan suhu termofilik 55°C, sedangkan menurut Fachry (2004) menyatakan bahwa tahap metanogenesis terjadi perubahan pH menjadi 6,5-8.
Belin (2010) menyatakan bahwa kemampuan khamir Candida sp. untuk tumbuh tentu saja membutuhkan sumber nutrisi (seperti glukosa), derajat keasaman dan kondisi yang memadai seperti beberapa faktor lain yaitu kelembaban daerah pertumbuhannya, selanjutnya I Wayan Getas dkk. (2014) menyatakan bahwa Candida sp. dapat tumbuh secara optimum pada pH 4, tetapi juga dapat tumbuh antara pH 3-7. Candida sp. merupakan khamir dimorfik karena kemampuannya untuk tumbuh dalam dua bentuk yang berbeda yaitu sebagai sel tunas yang akan berkembang menjadi blastospora dan menghasilkan kecambah yang akan membentuk hifa semu, hal ini menyebabkan khamir Candida sp. dapat bertahan dalam proses pembentukan biogas dan teridentifikasi pada lumpur (sludge) sisa pembentukan biogas. Belin (2010) menyatakan bahwa glukosa berperan penting sebagai sumber energi pertumbuhan khamir Candida sp. ini baik dalam suasana aerob maupun anaerob. Hal ini dapat
terjadi karena Candida sp. merupakan khamir dimorfik yang bersifat anaerob fakultatif. Dalam suasana anaerob, proses pembentukan energi yang terjadi dalam sistem metabolism khamir Candida sp. terjadi melalui proses fermentasi. Selanjutnya Endah Tyasrini, Triswaty Winata, dan Susantina (2006) menyatakan bahwa Candida sp. mempunyai dua morfologi. Pada keadaan normal, Candida sp. berada dalam bentuk ragi, yang merupakan sel tunggal. Dalam bentuk ini, Candida sp. bereproduksi dengan membentuk blastospora, yaitu spora yang dibentuk dengan pembentukan tunas. Dalam proses ini, sel khamir Candida sp. membentuk tunas yang kemudian tumbuh semakin besar dan akhirnya melepaskan diri melalui proses budding. Pada pengamatan secara mikroskopik, sel khamir Candida sp. dapat terlihat dalam bentuk bertunas tunggal ataupun multipel. Organisme ini dapat berada dalam bentuk miselium pada lingkungan dengan suhu 37-40°C dan pH yang relatif netral, sedangkan umumnya berada dalam bentuk ragi pada lingkungan dengan pH yang relatif lebih rendah. Transisi morfologi dari bentuk ragi ke bentuk miselium dirangsang oleh suhu yang berkisar antara 37-40°C, pH yang relatif netral, serta adanya beberapa senyawa, seperti asam amino, biotin, komponen heme dalam hemoglobin, seng dan serum. Beberapa kondisi tersebut mengakibatkan khamir Candida sp. masih dapat teridentifikasi pada sludge hasil pembetukan biogas.
Brown dkk., (2005) menyatakan bahwa Candida sp. dikenal sebagai fungi dimorfik yang secara normal ada pada saluran pencernaan, saluran pernafasan bagian atas dan mukosa genital pada mamalia. Selanjutnya Prasad dkk., 2005 dalam Kanti, 2006 menyatakan bahwa Candida sp. merupakan khamir tanah
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 7 yang umum ditemukan pada tanah
dengan kandungan bahan organik tinggi. Marga Candida sp. merupakan khamir yang mempunyai diversitas fisiologi cukup tinggi dan mempunyai jenis cukup tinggi.
Endah Tyasrini, Triswaty Winata, dan Susantina (2006) menyatakan bahwa keberadaan Candida sp. di dalam tubuh dapat menyebabkan keadaan patologik berupa infeksi, yang disebut kandidiasis atau kandidosis. Kandidiasis dapat terjadi karena infeksi endogen maupun eksogen. Infeksi endogen disebabkan oleh Candida sp. yang terdapat dalam tubuh sebagai flora normal, sedangkan infeksi eksogen disebabkan oleh Candida sp. yang masuk ke dalam tubuh dari lingkungan.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian mengenai “Identifikasi Khamir pada Feses Sapi PotongSebelum dan Sesudah Proses Pembentukan Biogas pada Digester Fixed-Dome” maka dapat disimpulkan bahwa keberadaan khamir mengalami penurunan, hal ini dipengaruhi oleh perubahan kadar oksigen dan pH serta oleh adanya bakteri.
1. Jumlah khamir sebelum dan sesudah pembentukan biogas mengalami penurunan berkisar antara 72 %-100 %.
2. Jenis khamir yang terdapat pada feses sapi potong sebelum proses pembentukan biogas adalah Candida sp., Rhodotorula sp., dan Trichosporon sp., sedangkan pada sesudah proses pembentukan biogas khamir yang teridentifikasi hanya Candida sp.
DAFTAR PUSTAKA
Brown M.R., Thompson C.A dan Mohamed F.M. 2005. Systemic Candidiasis In An Apparently Immunocompetent Dog. J Vet Diagn Invest, 17(3): 272-6. Deshmukh. 2013. Study of Yeasts and
Molds From Distillery Waste, Dung, Ipomoea Weed Substrate and Biogas Digester Effluent. Asian Journal of Science and Technology Vol. 4, Issue 10, pp.089-091.
Endah Tyasrini, Triswaty Winata, dan Susantina. 2006. Hubungan antara Sifat dan Metabolit Candida spp. dengan Patogenesis Kandidiasis. JKM. Vol. 6, No.1, Juli 2006. Fachry H.A. Rasyidi, Rinenda,
Gustiawan. 2004. Penentuan Nilai Kalorifik yang Dihasilkan dari
Proses Pembentukan
Biogas.Jurnal Teknik Kimia No.2, Vol. 5, April 2004.
Fardiaz, S. 1992. Penuntun Praktek Mikrobiologi Pangan. IPB Press, Bogor.
Hermanianto, J., Nugraha, Edhi S., dan Denny Angga W.. 2007. Pengaruh Metode Aplikasi Kitosan, Tanin, Natrium Metabisulfit Dan Mix Pengawet Terhadap Umur Simpan Bakso Daging Sapi pada Temperatur Ruang. Jurnal Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor.
Kanti, A.2006. Marga Candida, khamir tanah pelarut posfat yang diisolasi dari tanah Kebun Biologi Wamena, Papua. Biodiversitas. 7(2): 105-108.
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 8 Nur Laili dan Susi A. Wilujeng. 2013.
Pengaruh Pengaturan pH dan Pengaturan Operasional dalam Produksi Biogas dari Sampah. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP-ITS Surabaya.
Prasad G.S., S. Mayilraj, N. Sood, V. Singh, K. Biswas, and B. Lal. 2005. Candidadigboiensissp. nov., a novel anamorphic yeast species from an acidic tar sludge-contaminated oilfield. International Journal of Systematics and Evolution Microbiology55: 967-972.
Rina S. Soetopo, Sri Purwati, Yusup Setiawan, Krisna Adhytia.W.
2011. Efektivitas Proses Kontinyu Digestasi Anaerobik Dua Tahap pada Pengolahan Lumpur Biologi Industri Kertas. Jurnal Riset Industri Vol. V, No.2, 2011, Hal 131-142.
Setiawan, Ade Iwan. 2008. Memanfaatkan Kotoran Ternak. Jakarta: Penebar Swadaya. Hal 35-36
Tuti, Haryati. 2006. Biogas: Limbah Peternakan yang Menjadi Sumber Energi Alternatif. Balai Penelitian Ternak: Bogor. Wartazoa. Vol. 16
Fakultas Peternakan, Universitas Padjadjaran 9 LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING DAN PERNYATAAN PENULIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya:
Nama : Vika Nur Afliani NPM : 200110110061
Judul Artikel : Identifikasi Khamir pada Feses Sapi Potong Sebelum dan Sesudah Proses Pembentukan Biogas pada Digester Fixed-Dome.
Menyatakan bahwa artikel ini merupakan hasil penelitian penulis, data dan tulisan ini bukan hasil karya orang lain, ditulis dengan kaidah-kaidah ilmiah dan belum pernah dipublikasikan. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya, tanpa tekanan dari pihak manapun. Penulis bersedia menanggung konsekuensi hukum apabila ditemukan kesalahan dalam pernyatan ini.
Dibuat di Jatinangor, Agustus 2015 Penulis,
(Vika Nur Afliani) Mengetahui,
Pembimbing Utama,
(Dr. Ir. Tb. Benito A. Kurnani., Dip.Est.) Pembimbing Anggota,
