MAKALAH
untuk memenuhi tugas praktikum matakuliah Ilmu Nutrisi Ternak Ruminansia
Oleh :
Tino Yazid Azmi 135050100111068
Ardan Legenda De Arham 135050100111093
Ari Prayudha 135050100111098
Alvina Dyah Arumsari 135050100111187 Mirsa Ita Dewi Adiana 135050100111189
UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS PETERNAKAN
JURUSAN NON JURUSAN November 2014
ii Puji syukur atas kehadirat Allah SWT karena karunia dan hidayah-Nya, kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas praktikum mata kuliah Ilmu Nutrisi Ternak Ruminansia.
Makalah ini membahas tentang mikroorganisme rumen yang terdapat dalam ternak ruminansia (sapi, kerbau dan kambing). Penulisan Makalah ini tidak lepas dari bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini kami ucapkan terima kasih kepada semua pihak atas dukungan, bantuan, serta kerjasamanya hingga terselesaikannya makalah ini.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih perlu perbaikan untuk menjadi lebih sempurna. Oleh karena itu, kami mengharap saran dan kritik yang membangun. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Malang, 25 November 2014
iii
HALAMAN JUDUL ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Tujuan ... 1
1.4 Manfaat ... 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikroba Rumen ... 2
2.2 Bakteri ... 3
2.3 Protozoa ... 7
2.4 Fungi atau Jamur ... 9
2.5 Faktor yang Mempengaruhi Populasi Mikroba Rumen ... 10
BAB III PEMBAHASAN 3.1 Mikroba Rumen ... 11
3.2 Bakteri dalam Rumen ... 12
3.3 Protozoa dalam Rumen ... 15
3.4 Jamur atau Fungi dalam Rumen ... 19
BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan ... 20
4.2 Saran ... 20
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Pada ternak ruminansia, baik ruminansia besar (sapi dan kerbau) maupun ruminansia kecil (kambing dan domba), terdapat rumen dengan berbagai jenis mikroba di dalamnya. Mikroba ini disebut mikroba rumen. Fungsi dari mikroba rumen ini adalah untuk memfermentasi pakan dengan kandungan selulosa di dalamnya atau pakan yang berserat tinggi. Kemampuan mikroba rumen dalam pendegradasian pakan menjadi bentuk yang lebih sederhana sehingga mudah dicerna dan dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan ternak dan juga mikroba di dalamnya ini merupakan salah satu keuntungan adanya mikroba rumen dalam sistem pencernaan ternak ruminansia.
Berdasarkan fungsi dan jenisnya masing-masing, mikroba yang paling banyak terdapat dalam rumen diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu bakteri, protozoa dan fungi/jamur. Dalam makalah ini akan dibahas secara lebih rinci tentang mikroba rumen dan fungsi dari masing-masing jenisnya.
1.2.Tujuan
1. Untuk mengetahui lebih rinci tentang mikroba rumen dan faktor-faktor yang mempengaruhi populasinya dalam rumen.
2. Untuk mengetahui jenis-jenis mikroba dalam rumen dan peranannya dalam rumen.
3. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah populasi mikroba rumen
1.3.Manfaat
Manfaat yang dapat diambil adalah mempelajari mikroba yang terdapat pada lambung ruminansia, maka diperoleh pemahaman mengenai jenis bahan makanan apa saja yang digunakan oleh bakteri untuk hidup, sehingga pakan yang diberikan dicerna secara optimal oleh mikroba rumen.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mikroba Rumen
Mikroba yang terdapat dalam rumen dibagi menjadi empat jenis mikroorganisme anaerob, yaitu bakteri, protozoa, fungi dan mikroorganisme lainnya seperti virus. Penghuni rumen yang fungsional paling penting adalah bakteri, dalam 1 ml getah rumen terkandung 109 sampai 1010 sel dan merupakan 5-10% massa kering isi perut besar (Schlegel, 1994). Jumlah protozoa dalam rumen lebih sedikit bila dibandingkan dengan jumlah bakteri yaitu sekitar 106sel/ml. Ukuran tubuhnya lebih besar dengan panjang tubuh berkisar antara 20-200 mikron, oleh karena itu biomassa total dari protozoa hampir sama dengan biomassa total bakteri (McDonald et al., 2002) .
Mikroba rumen memiliki peran yang sangat penting bagi ternak karena mereka dapat memanfaatkan nutrisi tanaman secara efisien sebagai sumber energi (Das dan Qin, 2012). Pakan hijauan dan bahan berserat sebagai pakan basal bagi ruminansia akan difermentasi oleh mikroba rumen sehingga menghasilkan asam lemak terbang sebagai sumber energi dan pasokan rantai karbon serta sebagian mengandung substansi tanin kondensasi untuk proteksi protein terhadap fermentasi rumen (Ali, 2012). Ternak ruminansia tidak dapat menghasilkan enzim yang digunakan untuk mendegradasi polisakarida dalam dinding sel tanaman, namun mereka memiliki organisme yang hidup di dalam rumen yaitu bakteri, jamur dan protozoa yang akan muncul beberapa minggu setelah lahir (Jakober dan McAllister, 2009).
Faktor utama yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktifitas populasi mikroba rumen adalah temperatur, pH, kapasitas buffer, tekanan osmitik, kandungan bahan kering dan potensial oksidasi reduksi (Dehority, 2004). Pola pertumbuhan bakteri dan protozoa rumen dipengaruhi oleh pola fermentasi yang ditunjukkan oleh proporsi molar VFA dan pH rumen.
2.2. Bakteri
Bakteri merupakan biomassa terbesar di dalam rumen, terdapat sekitar 50% dari total bakteri hidup bebas dalam cairan rumen dan sekitar 30-40% menempel pada partikel makanan. Beberapa jenis bakteri dari spesies Micrococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Corynebacterium, Lactobacillus, Fusobacterium dan Propionibacteriun ditemukan menempel pada epitel dinding rumen, disamping itu terdapat spesies bakteri methanogen yang hidup menempel pada protozoa (Dehority, 2004).
Bakteri pada rumen dapat memproduksi enzim yang dapat memecah hijauan sebagai sumber energi baru bagi ternak ruminansia (Das dan Qin, 2012). Bakteri merupakan biomassa mikroba yang terbesar di dalam rumen, berdasarkan letaknya dalam rumen, bakteri dapat dikelompokkan menjadi :
a. Bakteri yang bebas dalam cairan rumen (30% dari total bakteri)
b. Bakteri yang menempel pada partikel makanan (70% dari total bakteri) c. Bakteri yang menempel pada epithel dinding rumen dan bakteri yang
menempel pada protozoa
sedangkan berdasarkan jenis bahan yang digunakan dan hasil fermentasinya, bakteri dikelompokkan menjadi 8 jenis, yaitu bakteri selulolitik, bakteri proteolitik, bakteri methanogenik, bakteri amilolitik, bakteri yang memfermentasi gula, bakteri lipolitik, bakteri pemanfaat asam dan bakteri hemoselulolitik (Suwandi, 1997).
2.2.1. Bakteri Selulolitik
Bakteri selulolitik menghasilkan ensim selulose dari hidrolisis ikatan beta 1,4-glikosida (selulosa). Dapat menghidrolisis hemiselulosa (sekitar 15% dari bakteri selulolitik). Terdapat dalam jumlah banyak di rumen, jika pakan berserat kasar tinggi. Keuntungannya dari bakteri ini, energi (ATP) yang dihasilkan cukup untuk digunakan oleh bakteri itu sendiri sehingga tidak mengurangi pemakaian energi oleh ternak. Beberapa contoh bakteri selulolitik adalah Bacteriodes succinogenes, Clostridium
acetobutylicum, Ruminicoccus flavefaciens, Ruminicoccus albus, Cillobacterium cellulosolvens (Anja Meryandini dkk., 2009).
2.2.2. Bakteri Hemiselulolitik
Hemiselulosa berbeda dengan selulosa terutama dalam kandungan pentosa gula heksosa serta biasanya asam uronat. Hemiselulosa merupakan struktur polisakarida yang penting dalam dinding sel tanaman. Mikroorganisme yang dapat menghidrolisa selulosa biasanya juga dapat menghidrolisa hemiselulosa. Meskipun demikian ada beberapa spesies yang dapat menghidrolisa hemiselulosa tetapi tidak dapat menghidrolisa selulosa. Beberapa contoh bakteri hemiselulolitik adalah Clostridium cellulovorans dan Bacteriodes ruminicola (Caribu Hadi Prayitno dan Nur Hidayat, 2011). 2.2.3. Bakteri Amilolitik
Bakteri amilolitik merupakan mikroorganisme yang mampu memecah pati menjadi senyawa yang lebih sederhana, terutama dalam bentuk glukosa. Kebanyakan mikroorganisme Amilolitik tumbuh subur pada bahan pangan yang banyak mengandung pati atau karbohidrat, misalnya pada berbagai jenis tepung. Kebanyakan jenis mikroorganisme amilolitik adalah kapang, tetapi beberapa jenis bakteri juga ada, jenis yang mempunyai spesies bersifat Amilolitik misalnya Clostridium butyricium dan
Bacillus subtilis (I. G. L. O. Cakra dan N. W. Siti, 2008).
2.2.4. Bakteri Proteolitik
Bakteri proteolitik merupakan jenis bakteri yang paling banyak terdapat pada saluran pencernaan makanan mamalia termasuk karnivora (carnivora). Didalam rumen, beberapa spesies diketahui menggunakan asam amino sebagai sumber utama enersi. Beberapa contoh bakteri proteolitik antara lain:
Bacteroides amylophilus Clostridium sporogenes
2.2.5. Bakteri Methanogenik
Sekitar 25 persen dari gas yang diproduksi didalam rumen adalah gas methan. Bakteri pembentuk gas methan lambat pertumbuhannya. Contoh bakteri ini antara lain:
Methanobacterium ruminantium
Methanobacterium formicium (Khaedar,2010).
2.2.6. Bakteri Lipolitik
Beberapa spesies bakteri menggunakan glycerol dan sedit gula. sementara itu beberapa spesies lainnya dapat menghidrolisa asam lemak tak jenuh dan sebagian lagi dapat menetralisir asam lemak rantai panjang menjadi keton. Enzim lipase bakteria dan protozoa sangat efektif dalam menghidrolisa lemak dalam chloroplast. Contoh bakteri lipolitik antara lain:
Anaerovibrio lipolytica
Selemonas ruminantium var. lactilytica (Soetanto, 1998).
2.2.7. Bakteri Pemakai Asam (Acid Utilizer Bacteria)
Beberapa jenis bakteri dalam rumen dapat menggunakan asam laktat meskipun jenis bakteri ini umumnya tidak terdapat dalam jumlah yang berarti. Jenis lainnya dapat menggunakan asam suksinat, malat dan fumarat yang merupakan hasil akhir fermentasi oleh bakteri jenis lainnya. Asam format dan asetat juga digunakan oleh beberapa spesies, meskipun mungkin bukan sebagai sumber enersi yang utama. Asam oksalat yang bersifat racun pada mamalia akan dirombak oleh bakteri rumen, sehingga menyebabkan ternak ruminansia mampu mengkonsumsi tanaman yang beracun bagi ternak lainnya sebagai bahan makanan. Beberapa spesies bakteri pemakai asam laktat yang dapat dijumpai dalam jumlah yang banyak setelah ternak mendapatkan tambahan jumlah makanan butiran maupun pati dengan tiba-tiba adalah :
Peptostreptococcus bacterium Propioni bacterium
2.2.8. Bakteri Pemakai Gula (Sugar Utilizer Bacteria)
Hampir semua bakteri pemakai polisakarida dapat memfermentasikan disakarida dan monosakarida. Tanaman muda mengandung karbohidrat siap terfermentasi dalam konsentrasi yang tinggi yang segera akan mengalami fermentasi begitu sampai di retikulo-rumen. Kesemua ini merupakan salah satu kelemahan/kerugian dari sistem pencernaan ruminansia. Sebenarnya gula akan lebih efisien apabila dapat dicerna dan diserap langsung di usus halus (Soetanto, 1998).
2.2.9. Bakteri Ureolitik
Sejumlah spesies bakteri rumen menunjukkan aktivitas ureolitik dengan jalan menghidrolisis urea menjadi CO2 dan amonia. Beberapa jenis bakteri ureolitik menempel pada epithelium dan menghidrolisa urea yang masuk ke dalam rumen melalui difusi dari pembuluh darah yang terdapat pada dinding rumen. Oleh karena itu konsentrasi urea dalam cairan rumen selalu rendah. Salah satu contoh bakteri ureolitik ini misalnya adalah Streptococcus sp. Di dalam rumen yang normal biasanya jumlah bakteri ini mencapai antara 15 – 80 x 109 isi rumen. Meskipun demikian jumlah ini mngkin dapat menurun sampai hanya 4 x 109 permililiter pada ternak yang diberi pakan wheat straw dan pada kondisi padang rumput yang bagus jumlah ini dapat naik setinggi 88 x 109 permililiter pada domba (Soetanto, 1998).
2.3. Protozoa
Sebagian besar protozoa yang terdapat didalam rumen adalah cilliata meskipun flagellata juga banyak dijumpai. Cilliata ini merupakan non pathogen dan anaerobic michroorganism. Pada kondisi rumen yang normal dapat dijumpai ciliata sebanyak 105 -106/ml isi rumen.
Meskipun telah lama dipelajari, ciliata masih merupakan organisme yang rumit untuk diidentifikasikan secara tegas, karena organisme ini tidak mempunyai hubungan sama sekali dengan hewan bersel tunggal lainnya.
Ciliata rumen dari famili Ophryoscolecidae mempunyai struktur yang sama dengan metazoa seperti: mulut, oesophagus, lambung, rectum, anus dan bahkan sedikit kerangka dan sistem syaraf. Seperti telah disebutkan dimuka, taksonomi ciliata rumen masih tidak konsisten. Demikian pula terhadap flagellata, hanya sedikit yang diketahui tentang taksonominay saat ini. Tidak seperti bakteri rumen, ciliata dapat diklasifikasikan atas dasar morfologinya karena ukuran selnya cukup besar yaitu antara 200 - 200 mm. Ciliata rumen dapat dibedakan menjadi 3 ordo yaitu:
Ordo Prostomatida Ordo Trichostomatida Ordo Entodiniomorphida
dari ketiga ordoa tersebut di atas, Ordo Entodiniomorphida adalah yang terbanyak dijumpai dalam rumen baik dari segi jumlah spesies maupun frekuensi terdapatnya. Sementara itu dari ordo lainnya hanya terdiri dari beberapa spesies saja meskipun frekuensi terdapatnya cukup tinggi.
Ordo Entoiniomorphida terbagi kedalam 6 famili, yaitu:
Ophryoscolecidea Dixtiidae Cyclophostiidae Telanodiniidae Polydiniellidae Tryglodytellidae
dari keenam famili tersebut hanya Ophryoscolecidae yang ditemukan pada rumen, sedangkan famili lainnya terdapat pada usus kuda, tapir, gajah, badak, kuda
nil,babi rusa serta orang utan. Oligotrichia yang mempunyai ukuran sel lebih kecil dan hanya memiliki cilia di sekitar prostoma (mulut) Holotricha yang mempunyai ukuran sel lebih besar dengan cilia menutup seluruh tubuh. Bakteri selulolitik juga diketahui hidup secara simbiosis dengan Oligotricha didalam selnya. Spesies penting dari Oligotricha antara lain:
Diplodinium dentatum Eudiplodinium bursa
Polypastron multivesiculatum Entodinium caudatum
Ciri-ciri umum dari Holotricha adalah: pergerakannya yang cepat, bentuk sel umumnya oval dan terdapat dalam konsentrasi yang tinggi bila makanan utama. Holotricha dapat menggunakan glukosa, fruktosa, sukrosa dan pektin. Karbohidrat akan disimpan dalam bentuk amilopektin (salah satu bentuk rantai panjang pati). Jenis ciliata rumen ini mempunyai peranan penting dalam metabolisme karbohidrat dengan jalan menelan gula segera setelah masuk ke rumen dan menyimpannya dalam bentuk amilopektin, yang selanjutnya akan melepaskan kembali senyawa ini kedalam cairan rumen pada saat populasi Holotricha mengalami lisis atau pada fase pertumbuhannya. Beberapa spesies Holotricha yang penting antara lain:
Isotricha intestinalis Isotricha prostoma Dasytricha rumiantium
Baik Holotricha maupun Oligotricha secara aktif memangsa bakteri, bahkan beberapa Holotricha besar juga memangsa Oligotricha kecil. Selain daripada itu diantara mereka dari suatu jenis/spesies juga terjadi kanibalisme. Sebagian besar protozoa dengan cepat akan memangsa dan menghidrolisis bermacam-macam protein dengan menghasilkan amoniak berasal dari kelompok amida dan akan melepaskan asam-asam amino serta peptida-peptida. Dibandingkan dengan bakteri, populasi protozoa rumen sangat bervariasi besarnya (jumlahnya) dari nol sampai 5 x 106 perml isi rumen. meskipun demikian pada umumnya jumlah yang terdapat didalam rumen berkisar antara 0,2 - 2,0 x 106 per ml (Soetanto, 1998).
2.4. Fungi/Jamur
Jamur/fungi anaerob sangat berperan penting dalam komunitas mikroba rumen. Fungi/jamur akan memecah bahan makanan yang sulit dicerna dalam mikroba rumen, selain itu fungi/jamur sangat berperan dalam degradasi serat yang terkandung dalam pakan (Kostyukovsky et al, 1995). Fungi/jamur memiliki kemampuan memecah jaringan tanaman lebih baik daripada protozoa dan bakteri (Nagpal et al, 2010).
Kebanyakan jamur mampu memfermentasi pati dan glikogen, selain polisakarida pada dinding sel. Konsentrasi tertinggi jamur dalam rumen akan menurun melalui abomasum ke usus kecil, namun meningkat dalam usus besar. Fungi/jamur memiliki pengaruh yang besar pada aktivitas fibrolytic rumen, berkurangnya jumlah populasi jamur menyebabkan penurunan degradasi serat pakan, akibatnya konsumsi pakan mengalami penurunan, terutama ketika pakan memiliki kualitas yang buruk (Mould et al, 2005).
Salah satu contoh fungi dalam rumen antara lain jamur Phycomycotes anaerob yang pada umumnya terdapat pada sapid an domba yang diberi makanan berserat tinggi. Jamur ini menempel dan membentuk koloni pada fragmen-fragmen pakan dalam rumen. Jamur tersebut tidak terdapat dalam isi rumen hewan yang diberi daun halus (Prayitno, 2010).
Salah satu ciri khas jamur rumen ini bila dibandingkan dengan jenis jamur lainnya adalah kebutuhannya akan kondisi absolut anaerobik (strictly anaerobic) untuk pertumbuhan dan terbentuknya senyawa hidrogen (H) dalam proses fermentasi selulosa. Siklus kehidupan mikroorganis me ini dilaporkan berlangsung antara 24 - 30 jam, menandakan bahwa jamur rumen sangat erat kaitannya dengan material yang sukar dicerna. Sampai dengan saat ini telah dikenal lebih dari 20 spesies yang berbeda, meskipun sebagian belum mempunyai nama (Soetanto, 1998).
2.5. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Populasi Mikroba Rumen
KeberPadaan populasi mikroba dalam rumen tidak statis jumlahnya, kadangkala akan meningkat atau menurun. Peningkatan atau penurunan jumlah mikroba dalam rumen ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain :
Suhu normal (39-410C)
Keasaman (pH) normal yaitu 5,5-7,0 pada suhu normal
Komposisi gas dalam rumen (63-63,5% CO2; 26,76-27% CH4; 7% N2 dan sedikit H2S, H2 dan O2)
Nutrisi pakan
Jenis pakan yang diberikan
Frekuensi pemberian pakan dan tingkat konsumsi ternak
BAB III PEMBAHASAN
3.1. Mikroba Rumen
Mikroba rumen adalah organisme yang hidup dalam rumen ternak ruminansia (sapi, kerbau, kambing, domba dll) yang berperan penting dalam pendegradasian polisakarida pada dinding sel tanaman serta serat kasar. Berdasarkan pendapat Ali (2012), pakan hijauan akan difermentasi oleh mikroba rumen sebagai sumber energi bagi ternak ruminansia tersebut. Hal senada diungkapkan oleh Das dan Qin (2012), yang mengatakan bahwa mikroba rumen dapat memanfaatkan nutrisi pakan secara lebih efisien sebagai sumber energi ternak. Keberadaan mikroba rumen ini disebabkan karena pada rumen ternak ruminansia tidak dapat dihasilkan enzim untuk mendegradasi polisakarida dalam dinding sel tanaman, sehingga keberadaan mikroba rumen sangat berperan penting di dalamnya. Hal ini merupakan pendapat dari Jakober dan McAllister (2009), yang juga menyebutkan bahwa 3 jenis mikroba dalam rumen adalah bakteri, protozoa dan fungi/jamur.
Berdasarkan pendapat Das dan Qin (2012), bakteri pada rumen dapat memproduksi enzim yang dapat memecah hijauan sebagai sumber energy ternak ruminansia. Hal ini menyebabkan jumlah bakteri sangat banyak dan merupakan yang paling banyak dibandingkan dengan jumlah protozoa atau fungi/jamur. Dalam rumen, bakteri yang hidup tidak hanya 1 jenis, melainkan terbagi menjadi jenis-jenis berbeda yang diklasifikasikan berdasarkan letaknya dalam rumen dan berdasarkan jenis bahan yang digunakan dan hasil fermentasinya.
Seperti yang diketahui bahwa aktivitas enzim dipengaruhi oleh pH, karena sifat ionic gugus karboksil dan gugus amino mudah dipengaruhi oleh pH. Perubahan pH atau pH yang tidak sesuai akan menyebabkan daerah katalitik dan konformasi enzim berubah. Selain itu perubahan pH juga menyebabkan denaturasi enzim dan mengakibatkan hilangnya aktivitas enzim. Isolat-isolat yang dikarakterisasi menunjukkan keragaman pH optimum.
3.2. Bakteri yang Terkandung di dalam Rumen
Salah satu contoh bakteri selulolitik yang memiliki pH optimum ekstrem asam ialah Clostridium acetobutylicum dengan pH optimum 4.6. Kisaran pH untuk selulase tergolong luas, Bacillus sp. galur N-4 menghasilkan selulase yang aktif pada rentang pH 5 – 10. Aviselase yang merupakan salah satu enzim dari sistem enzim selulase memiliki pH optimum 4.5 dan 5 dengan rentang pH 4 – 9.
Cillobacterium cellulosolvens cenderung optimum pada pH asam yaitu pada
rentang 4 - 6.5.
Setiap bakteri selulolitik menghasilkan kompleks enzim selulase yang berbeda-beda, tergantung dari gen yang dimiliki dan sumber karbon yang digunakan. Jika media tumbuhnya pada glukosa telah habis, maka bakteri akan memanfaatkan sumber karbon selulosa dengan mensintesis enzim selulase. Aktivitas enzim selulase meningkat seiring dengan pertumbuhan selnya. Namun ketika sel mencapai fase stasioner, aktivitas enzim selulase menurun. Pada fase stasioner kecepatan pembelahan sel sama dengan kecepatan kematian sel dan lisis sel sehingga pada fase ini selain enzim selulase, enzim protease juga dihasilkan. Hal ini menyebabkan turunnya aktivitas enzim selulase. Waktu optimum produksi enzim digunakan sebagai waktu panen enzim untuk mendegradasi substrat pakan seperti jerami padi dan tongkol jagung.
Hemiselulosa maupun lignin akan mengganggu aktivitas enzim selulase yang hanya spesifik memotong ikatan β-1,4-glikosidik pada selulosa. Oleh sebab itu untuk meningkatkan luas permukaan substrat maka jerami padi, tongkol jagung dan kulit pisang diperkecil ukurannya sampai 65 mesh. Pengocokan pada saat inkubasi substrat-enzim juga memperbesar kontak antara enzim selulase dan komponen selulosa sehingga dapat meningkatkan aktivitas enzim selulase. Secara umum aktivitas enzim selulase tiap isolat lebih tinggi pada substrat limbah pertanian dibandingkan pada substrat selulosa murni. Kemungkinan hal ini disebabkan oleh adanya enzim hemiselulolitik pada enzim ekstrak kasar yang diproduksi oleh bakteri. Bakteri Clostridium cellulovorans mensintesis enzim hemiselulolitik (xylA) saat tumbuh pada substrat selulosa seperti selobiosa (24). (24) juga menyatakan ekspresi enzim selulase berhubungan dengan ekspresi enzim hemiselulase.
Amilum adalah senyawa yang memiliki berat molekul tinggi, terdiri atas polimer glukosa yang bercabang-cabang yang diikat dengan ikatan glikosidik. Degradasi amilum membutuhkanenzim amilase yang akan memecah/menghidrolisis menjadi polisakarida yang lebih pendek (dextrin), dan selanjutnya menjadi maltosa. Hidrolisis akhir maltosa menghasilkan glukosa terlarut yang dapat ditransport masuk ke dalam sel. Amilolitik merupakan aktivitas bakteri dalam merombak pati dengan bantuan enzim amilase. Enzim amilase adalah enzim yang mampu menghidrolisis pati menjadi senyawa lebih sederhana seperti maltosa dan glukosa. Enzim ini banyak digunakan untuk keperluan industri. Enzim ini dapat memecah atau menghidrolisa pati, glikogen dan turunan polisakarida dengan cara memecah ikatan glikosidik pati. Enzim amilase dibedakan menjadi 3 grup yaitu α-amilase yang disebut juga endoamilase, β-amilase yang disebut juga eksoamilase, dan glukoaminase.
Seperti yang kita ketahui bahwa bakteri proteolitik mempunyai kemampuan untuk memecah protein, asam amino dan peptida lain menjadi amonia. Bakteri yang tergolong proteolitik adalah bakteri yang memproduksi enzim proteinase ekstraseluler, yaitu enzim pemecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian dilepaskan keluar dari sel. Semua bakteri mempunyai enzim proteinase di dalam sel, tetapi tidak semua mempunyai enzim proteinase ekstraseluler. Hal ini sesuai dengan Soetanto (2007) yang menyatakan bahwa bakteri proteolitik merupakan jenis bakteri yang paling banyak terdapat pada saluran pencernaan makanan mamalia termasuk karnivora (carnivora). Didalam rumen, beberapa spesies diketahui menggunakan asam amino sebagai sumber utama enersi. Beberapa contoh bakteri proteolitik antara lain: Bacteroides
amylophilus, Clostridium sporogenes, Bacillus licheniformis. Dari perbandinga
studi literature tersebut bakteri proteolitik merupakan bakteri yang dapat memecah protein, asam amino, dan peptide lain menjadi amonia dan digunakan sebagai sumber utama energy.
Bakteri lain yang terdapat pada rumen yaitu bakteri methanogenik, bakteri ini dapat mengkatabolisasi alkohol dan asam organik menjadi methan dan karbondioksida. Bakteri ini berguna karena seperti yang kita ketahui rumen juga menghasilkan gas methan. Namun menurut Khaedar (2010) bakteri pembentuk
gas methan lambat pertumbuhannya, studi literature inijuga menambahkan bahwa contoh dari bakteri methanogenik adalah Methanobacterium ruminantium dan
Methanobacterium formicium.
Sedangkan Kelompok lain dari bakteri yang terdapat pada rumen yaitu bakteri lipolitik yang memproduksi lipase, yaitu enzim yang mengkatalis hidrolisis lemak menjadi asam-asam lemak dan gliserol. Banyak bakteri yang bersifat aerobik dan proteolitik aktif juga bersifat lipolitik. Hal ini sesuai dengan Soetanto (2007) yang menyatakan bahwa Beberapa spesies bakteri menggunakan glycerol dan sedit gula. sementara itu beberapa spesies lainnya dapat menghidrolisa asam lemak tak jenuh dan sebagian lagi dapat menetralisir asam lemak rantai panjang menjadi keton. Enzim lipase bakteria dan protozoa sangat efektif dalam menghidrolisa lemak dalam chloroplast. Contoh bakteri lipolitik antara lain: Anaerovibrio lipolytica dan Selemonas ruminantium var. lactilytica.
Acid Utilizer Bacteria, Sugar Utilizer Bacteria, dan Bakteri Ureolitik termasuk bakteri yang terdapat dalam rumen. Acid Utilizer Bacteria atau disebut juga dengan baktri pemakai asam ini dapat menggunakan asam – asam organic sebagai pakannya yaitu asam laktat,asam succinat, asam malat, asam fumarat dan asam oxalat. Asam oxalat mempunyai sifat toxic, sehingga bakteri rumen mempunyai tugas untuk merombak atau mendekomposisi. Contoh spesies bakteri yang ternasuk dalam acid utilize bacteria ini adalah Selenomonas lactilytica,
Propioni bacterium dan Pepto stteptococcus. Hal ini sesuai literatur Hendrawan
(1998) yang menjelaskan bahwa beberapa jenis bakteri dalam rumen dapat menggunakan asam laktat meskipun jenis bakteri ini umumnya tidak terdapat dalam jumlah yang berarti. Jenis lainnya dapat menggunakan asam suksinat, malat dan fumarat yang merupakan hasil akhir fermentasi oleh bakteri jenis lainnya. Asam format dan asetat juga digunakan oleh beberapa spesies, meskipun mungkin bukan sebagai sumber enersi yang utama. Asam oksalat yang bersifat racun pada mamalia akan dirombak oleh bakteri rumen.
Sugar Utilizer Bacteria atau juga di kenal sebagai bakteri pemakai gula merupakan bakteri pemecah polisakarida dan dapat memecah disakarida dan monosakarida. Gula akan lebih efisien apabila dapat dicerna dan diserap langsung di usus halus. Bakteri pemakai gula yang terdapat di dalam rumen antara
lain: Treponemma bryantii, Lactobacillus ruminus. Selain bakteri pemakai asam dan bakteri pemakai gula, juga terdapat bakteri ureolitik. Bakteri ini berfungsi menghidrolisis urea menjadi CO2 dan ammonia. Contoh spesies bakteri ini adalah
Streptococcus sp. Hal ini sesuai dengan literature Hendrawan (1998) yang
menyatakan bahwa sejumlah spesies bakteri rumen menunjukkan aktivitas ureolitik dengan jalan menghidrolisis urea menjadi CO2 dan amonia. Salah satu contoh bakteri ureolitik ini misalnya adalah Streptococcus sp. Di dalam rumen yang normal biasanya jumlah bakteri ini mencapai antara 15 – 80 x 109 isi rumen.
3.3. Protozoa yang Terkandung di dalam Rumen
Sebagian besar protozoa yang terdapat didalam rumen adalah cilliata meskipun flagellata juga banyak dijumpai. Cilliata ini merupakan non pathogen dan anaerobic michroorganism. Pada kondisi rumen yang normal dapat dijumpai ciliata sebanyak 105 -106 perml isi rumen. Sejak pertama kali ditemukan telah banyak dilakukan penelitian tentang taksonomi, fisiologi dan nutrisi cilliata. Seperti halnya bakteri, cilliata juga mampu memfermentasi hampir seluruh komponen tanaman yang terdapat didalam rumen seperti: selulosa, hemiselulosa, fruktosan, pektin, pati, gula terlarut dan lemak.
Ciliata diduga mempunyai peranan sebagai sumeber protein dengan keseimbangan kandungan asam amino yang lebih baik dibandingkan dengan bakteri sebagai makanan ternak ruminansia. Selain itu ciliata/protozoa juga menelan partikel-partikel pati sehingga memperlambat terjadinya fermentasi. Sepanjang hanya spesies tertentu dari ciliata ini yang mampu mencerna selulosa dengan hasil akhir berupa asam lemak terbang (VFA).
Ciliata rumen dari famili Ophryoscolecidae mempunyai struktur yanga sama dengan metazoa seperti: mulut, oesophagus, lambung, rectum, anus dan bahkan sedikit kerangka dan sistem syaraf. Taksonomi ciliata rumen masih tidak konsisten. Demikian pula terhadap flagellata, hanya sedikit yang diketahui tentang taksonominay saat ini. Tidak seperti bakteri rumen, ciliata dapat diklasifikasikan atas dasar morfolginya karena ukuran selnya cukup besar yaitu antara 200 - 200 mm.
Ciliata rumen dapat dibedakan menjadi 3 ordo yaitu: Ordo Prostomatida
Ordo Trichostomatida Ordo Entodiniomorphida
dari ketiga ordoa tersebut di atas, Ordo Entodiniomorphida adalah yang terbanyak dijumpai dalam rumen baik dari segi jumlah spesies maupun frekuensi terdapatnya. sementara itu dari ordo lainnya hanya terdiri dari beberapa spesies saja meskipun frekuensi terdapatnya cukup tinggi.
Ordo Entoiniomorphida terbagi kedalam 6 famili, yaitu: Ophryoscolecidea Dixtiidae Cyclophostiidae Telanodiniidae Polydiniellidae Tryglodytellidae
dari keenam famili tersebut hanya Ophryoscolecidae yang ditemukan pada rumen, sedangkan famili lainnya terdapat pada usus kuda, tapir, gajah, badak, kuda nil,babi rusa serta orang utan. Oligotrichia yang mempunyai ukuran sel lebih kecil dan hanya memiliki cilia di sekitar prostoma (mulut) Holotricha yang mempunyai ukuran sel lebih besar dengan cilia menutup seluruh tubuh.
Jenis ini hanya sedikit sekali menggunakan gula terlarut sebagai makananannya, akan tetapi butir-butir pati akan menjadi sasaran utama untuk dimangsanya. Beberapa spesies juga memangsa amilopektin dari Holotricha disamping ada pula yang secara aktif menelan serat kasar tanaman dan mencerna selulosa. Akan tetapi hasil penelitian terakhir meragukan kemampuan protozoa rumen untuk dapat mencerna selulosa. Pencernaan selulosa dapat dilakukan karena protozoa memangsa bakteri dan bakteri inilah yang akan menghasilkan enzim selulase didalam tubuh protozoa sehingga selulosa yang dimangsa dapat dicerna. Bakteri selulolitik juga diketahui hidup secara simbiosis dengan Oligotricha didalam selnya.
2Spesies penting dari Oligotricha antaralain: Diplodinium dentatum
Eudiplodinium bursa
Polypastron multivesiculatum Entodinium caudatum
Gambar 1. Ragam spesies Oligotricha
Ciri-ciri umum dari Holotricha adalah: pergerakannya yang cepat, bentuk sel umumnya oval dan terdapat dalam konsentrasi yang tinggi bila makanan utama. Holotricha dapat menggunakan glukosa, fruktosa, sukrosa dan pektin. Karbohidrat akan disimpan dalam bentuk amilopektin (salah satu bentuk rantai panjang pati). Jenis ciliata rumen ini mempunyai peranan penting dalam metabolisme karbohidrat dengan jalan menelan gula segera setelah masuk ke rumen dan menyimpannya dalam bentuk amilopektin, yang selanjutnya akan melepaskan kembali senyawa ini kedalam cairan rumen pada saat populasi Holotricha mengalami lisis atau pada fase pertumbuhannya.
Mekanisme ini mempunyai pengaruh positif terhadap tersedianya karbohidrat dapat terfermentasi (fermentable carbohydrate) bagi bakteri rumen, terutama apabila tidak terdapat lagi karbohidrat dalam makanan misalnya pada saat ternak beristirahat. Meskipun demikian apabila didalam rumen terdapat kandungan gula yang terlarut sangat tinggi, kelompok Holotricha akan terus
memangsa senyawa tersebut hingga pada saat sel ciliata pecah karena tidak terdapatnya kontrol mekanisme pembatas konsumsi. Beberapa spesies Holotricha yang penting antara lain:
Isotricha intestinalis Isotricha prostoma Dasytricha rumiantium
Gambar 2. Ragam Spesies Holotricha
Baik Holotricha maupun Oligotricha secara aktif memangsa bakteri, bahkan beberapa Holotricha besar juga memangsa Oligotricha kecil. Selain daripada itu diantara mereka dari suatu jenis/spesies juga terjadi kanibalisme. Sebagian besar protozoa dengan cepat akan memangsa dan menghidrolisis bermacam-macam protein dengan menghasilkan amoniak berasal dari kelompok amida dan akan melepaskan asam-asam amino serta peptida-peptida.
Dibandingkan dengan bakteri, populasi protozoa rumen sangat bervariasi besarnya (jumlahnya) dari nol sampai 5 x 106 perml isi rumen. meskipun demikian pada umumnya jumlah yang terdapat didalam rumen berkisar antara 0,2 - 2,0 x 106 perml.
3.4. Jamur (Fungi) yang Terkandung di dalam Rumen
Fungi/jamur adalah jenis mikroba rumen yang paling sedikit populasinya. Namun, berdasarkan literatur kemampuan fungi mendegradasi polisakarida pada dinding sel tanaman merupakan yang terbaik dibandingkan dengan bakteri dan protozoa. Salah satu jenis jamur
rumen adalah jamur
berbanding terbalik dengan bakteri karena menurut penelitian bahwa interaksi antar-mikroba dalam rumen dapat merugikan ternak inang. Hal ini karena
banyak jumlah mikroba dalam rumen, maka semakin banyak pula kebutuhan konsumsi pakan dan serat kasar yang harus dipenuhi.
Table 1. Jenis
Keberadaan mikroba rumen ini dipengaruhi beberapa faktor, salah satunya adalah suhu, keasaman rumen, tingkat konsumsi pakan, nutrisi pakan, jumlah pemberian pakan dll.
Jamur (Fungi) yang Terkandung di dalam Rumen
Fungi/jamur adalah jenis mikroba rumen yang paling sedikit populasinya. Namun, berdasarkan literatur kemampuan fungi mendegradasi polisakarida pada dinding sel tanaman merupakan yang terbaik dibandingkan dengan bakteri dan protozoa. Salah satu jenis jamur yang paling banyak ditemukan dalam mikroba rumen adalah jamur Phycomycotes. Namun, jumlah fungi/jamur sangat berbanding terbalik dengan bakteri karena menurut penelitian bahwa interaksi
mikroba dalam rumen dapat merugikan ternak inang. Hal ini karena
banyak jumlah mikroba dalam rumen, maka semakin banyak pula kebutuhan konsumsi pakan dan serat kasar yang harus dipenuhi.
-jenis fungi dalam rumen
Keberadaan mikroba rumen ini dipengaruhi beberapa faktor, salah satunya , keasaman rumen, tingkat konsumsi pakan, nutrisi pakan, jumlah Fungi/jamur adalah jenis mikroba rumen yang paling sedikit populasinya. Namun, berdasarkan literatur kemampuan fungi mendegradasi polisakarida pada dinding sel tanaman merupakan yang terbaik dibandingkan dengan bakteri dan yang paling banyak ditemukan dalam mikroba Namun, jumlah fungi/jamur sangat berbanding terbalik dengan bakteri karena menurut penelitian bahwa interaksi mikroba dalam rumen dapat merugikan ternak inang. Hal ini karena semakin banyak jumlah mikroba dalam rumen, maka semakin banyak pula kebutuhan
Keberadaan mikroba rumen ini dipengaruhi beberapa faktor, salah satunya , keasaman rumen, tingkat konsumsi pakan, nutrisi pakan, jumlah
BAB IV PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Mikroba dalam rumen yang paling banyak jumlahnya diklasifikasikan menjadi 3, yaitu : bakteri, protozoa dan fungi/jamur. Dengan jumlah bakteri merupakan yang paling banyak dan fungi/jamur merupakan yang paling sedikit.
Interaksi yang terjadi antar mikroba rumen dapat merugikan ternak inang karena sangat berpengaruh dengan nutrisi pakan dan tingkat konsumsi pakan pada ternak inang.
Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan mikroba rumen adalah suhu, keasaman rumen, tingkat konsumsi pakan, nutrisi pakan, jumlah pemberian pakan dll.
4.2. Saran
Perlu adanya tinjauan atau penelitian lagi terhadap jenis mikroba rumen yang mampu meningkatkan daya cerna dan memberikan good performance pada ternak.
DAFTAR PUSTAKA
Ali, Usman. 2012. Pengaruh Penggunaan Onggok Dan Isi Rumen Sapi Dalam
Pakan Komplit Terhadap Penampilan Kambing Peranakan Etawah.
Fakultas Peternakan Universitas Islam Malang.
Cakra, I. G. L. O. dan Siti, N. W. 2008. Koefisien Cerna Bahan Kering dan
Nutrien Ransum Kambing Peranakan Etawah Yang Diberi Hijauan Dengan Suplementasi Konsentrat Molamik. Majalah Ilmiah Peternakan
11(1): 12-17.
Das, Khrusna Chandra dan Wensheng Qin. 2012. Isolation and characterization
of superior rumen bacteria of cattle (Bos taurus) and potential application in animal feedstuff. Open Journal of Animal Sciences Vol.2, No.4,
224-228 (2012)
Dehority, B.A. 2004. Rumen Microbiology. Nottingham University Press, Nottingham.
Jakober, M. Qi, K. D. dan T.A. McAllister. 2009. Rumen Microbiology. Animal and Plant Productivity Lethbridge Research Centre Canada
Khaedar, Rezaei. 2010. Mikroba Rumen dan Peranannya.
http://www.repository.ipb.ac.id
Kostyukovsky, Vladimir et al. 1995. Degradation of Hay by Rumen Fungi in
Artificial Rumen (RUSITEC). J. Gen. Appl. Microbial., 41, 83-86
McDonald, P., R. Edwards and J. Greenhalgh. 2002. Animal Nutrition. 6th Edition. New York.
Meryandini, A., dkk. 2009. Isolasi Bakteri Selulolitik dan Karakteristik Enzimnya. MAKARA SAINS 13(1):32-38.
Mould, F.L. et al. 2005. In Vitro Microbial Inoculum : A review of its function
and properties. Animal Feed Science and Technology 123-124 (2005)
31-50
Nagpal, Ravinder et al. 2010. Influence of Bacteria and Protozoa from the rumen
of buffalo on in-vitro activities of anaerobic fungus Caecomyces sp. isolated from the feces of elephant. Journal of Yeast and Fungal Research
Vol.1 (8), pp. 152-156
Prayitno, C. H. dan Hidayat, N. 2011. Aktivitas Selulolitik dan Produk Asam
Lemak Volatile dari Bakteri Rumen Sapi pada Substrat Jerami Padi. J.
Anim. Prod. 1(1): 1-9.
Soetanto, Hendrawan. 1998. Bahan Kuliah Nutrisi Ruminansia
http://images.hendrawansoetanto.multiply.multiplycontent.com. Diakses tanggal 25 November 2012.
Suwandi. 1997. Peranan Mikroba Rumen Pada Ternak Ruminansia. Lokakarya Fungsional Non-Peneliti 1997
Schlegel, H.G. 1994. Mikrobiologi Umum. Penerjemah: T. Baskoro. Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
