Seminar Nasionat Peternakan dan Veteriner2000
PENGARUH JENIS PENGENCER DAN WAKTU EKUILIBRASI
TERHADAP KUALITAS SEMEN BEKU
KAMBING PERANAKAN ETAWAH
T. KOSTAMAN, 1-KETUT SUTAMA, P. SITUMORANG,dan IGM.BUDiARSANA
Balai Penelitian Ternak P.O. Box 221, Bogor 16002 ABSTRAK
Pembekuan semen kambing dan penerapannya untuk inseminasi buatan di Indonesia belum banyak dilakukan, walaupun teknologi IB ini diketahui mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pejantan. Pada penelitian ini, 3 jenis pengencer dengan bahan dasar Tris-sitrat yang mengandung fruktose (TR-F), laktose (TR L) dan tanpa fruktose dan laktose (kontrol, TR-K) diuji kemampuannya dalam mempertahankan kualitas semen kambing Peranakan Etawah (PE) sebelum dan sesudah pembekuan. Semen dalam larutan pengencer dengan konsentrasi spermatozoa hidup 600 juta/ml langsung dikemas dalam ministraw dan disimpan pada suhu 3-5*C (ekuilibrasi) selama 2 jam dan 4 jam sebelum dibekukan dan disimpan dalam Nz cair. Hasil penelitian menunjukkan bahaa terjadi penurunan motilitas dari sekitar 68-69% setelah pengenceran menjadi 56-59% setelah ekuilibrasi pada suhu 3-5°C, dan tidak ada perbedaan nyata antar jenis pengencer maupun waktu ekuilibrasi. Akan tetapi setelah pembekuan persentase motilitas lebih rendah dan berbeda nyata (P<0,05) pada TR-K (33,50%) dibandingkan pada TR-F (37,64%) dan TR-L (40,83%). Hal yang sama juga terlihat untuk persentase spermatozoa hidup. Rataan spermatozoa hidup setelah thawing tertinggi terdapat pada TR-L (54,59%) namun tidak berbeda nyata dengan TR-F (51,46%), tapi berbeda nyata dengan TR-K (50,04%). Waktu ekuilibrasi 4 jam dapat mengurangi secara nyata (P<0,05) tingkat penurunan kualitas semen beku yang diperoleh. Waktu ekuilibrasi 4 jam memberikan persentase motilitas (40,30% vs 34,35%; P<0,05) dan spermatozoa hidup (49,43 vs 54,42%; P<0,05) yang lebih tinggi daripada ekuilibrasi 2 jam. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahaa semen kambing PE dapat disimpan dalam bentuk beku dalam pengencer Tris. Penambahan fruktose atau laktose dalam pengencer disertai dengan pemberian waktu ekuilibrasi selama 4 jam dapat memperbaiki kualitas semen beku yang diperoleh, dan pengencer Tris-laktose (7R-L) cenderung
memberikan hasil yang lebih baik.
Kata kunci: Kambing PE, semen beku, pengencer Tris-sitrat
PENDAHULUAN
Teknologi inseminasi buatan (IB) telah lama berkembang di Indonesia, terutama pada ternak besar (sapi potong clan sapi perah) dengan hasil yang cukup baik. Namun tidak demikian halnya pada ternak kecil seperti kambing clan domba. Walaupun demikian usaha untuk mengembangkan teknologi IB pada ternak kambing atau domba terus dilakukan dengan intensitas yang semakin meningkat sejak 10-5 tahun terakhir ini(SrruMORANG, 1990 a, b;FERADIS, 1999; SUWARSO, 1999;
TAMBING, 1999, WERDHANY, 1999) dengan hasil yang masih agak beragam. Kesamaan yang dapat
diambil dari hasil penelitian-penelitian tersebut adalah bahwa semen kambing khususnya kambing PE dapat dibekukan dalam berbagai jenis pengencer. Pengencer dengan bahan dasar susu skim, sodium sitrat, laktose atau larutan garam fisiologis, adalah umum dipakai dalam pengenceran dan pembuatan semen beku kambing (FRAZER, 1962; SITUMORANG, 1990 a, b; FERADIS, 1999;
SuwARso, 1999;TAMBn rG, 1999,WERDHANY, 1999). Adanya bagian tertentu dari bahan pengencer
yang mempunyai sifat sebagai krioprotektan adalah mutlak diperlukan, untuk melindungi spermatozoa dari pengaruh pendinginan dan/atau pembekuan, yang dalam hal ini gliserol sering dipakai (GRAHAM, 1976; MEMONdan
OTT,
1981).Seminar Nasional Peternakan dan Veleriner 2000
Tingkat kesuksesan pernbuatan semen beku dapat dilihat dari tingkat kebuntingan dan kelahiran yang terjadi, walaupun masih banyak faktor lain yang ikut berpengaruh terhadap terjadinya kebuntingan, seperti kesiapan induk-induk kambing yang akan di IB dan ketrampilan inseminator. Penggunaan teknologi 1B akan mampu meningkatkan efisiensi penggunaan pejantan unggul untuk breeding(WoDzicKA-TomAszwEscKA et al., 1993). Dibandingkan dengan kawin alam, IB mampu
meningkatkan efisiensi penggunaan pejantan hingga 10 kali lipat (XIAOWU, 1984). Melalui
penerapan teknologi 1B akan mempercepat usaha perbaikan mutu bibit ternak, peningkatan produktivitas ternak dan akhirnya peningkatan pendapatan petani dari usaha pemeliharaan ternaknya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik semen kambing PE, mendapad= jenis pengencer yang sesuai untuk semen kambing PE dan mengetahui waktu ekuilibrasi yang optimal sebelurn pembekuan.
MATERI DAN METODE
Pada penelitian ini, digunakan enam ekor kambing Peranakan Etawah (PE) jantan dewasa terpilih dan telah dilatih untuk ejakulasi pada vagina buatan. Ternak tersebut diberi pakan rumput 4 -5 kg/hari dan konsentrat 0,-5-0,7 kg/hari. Semen ditampung setiap mirggu (2 ejakulat per setiap periode penampungan) dan segera dievaluasi. Semen yang memenuhi syarat untuk diproses selanjutnya (gerakan masa ++/+++; motilitas >70%; konsentrasi > 2000 juta spermatozoa/ml; persentase spermatozoa hidup > 70%; abnormal sperin < 10%) diencerkan pada 3 macam larutan pengencer dengan bahan dasar Tris-sitrat (Tabel 1) yang mengandung fruktose F), laktose (TR-Q dan tanpa fruktose dan laktose (kontrol, TR-K) seperti telah dijelaskan oleh KoSTAMAN et al.
(2000) hingga mencapai konsentrasi spermatozoa hidup sebesar 600 juta/ml. Semen langsung dikemas dalarn ministraw dan disimpan pada suhu 3-5*C (equilibrasi) selama 2 jam dan 4 jam sebelum dibekukan dan disimpan dalarn N2 cair (Gambar 1). Parameter yang diukur adalah (1) Karakteristik semen segar secara makroskopis (volume, warna, dan kekentalan) dan secara mikroskopis (gerakan masa, motilitas, persentase spermatozoa. hidup, dan abnormalitas. (2) Kualitas semen pra-pembekuan dan pasca-pembekuan yaitu motilitas dan persentase spermatozoa hidup.
Data yang diperoleh dianalisis menggunkan sidik ragram, dan perbedaan antar perlakuan diuJi dengan uji Duncan menurutSTELLdan TORRIE (1991).
Tabel 1. Komposisi larutan pengencer semen kambing Peranakan Etawah
Bahan TR-K TR-F TR-L
Tris(Hydroxymethyl amino methane) 2,96 2j96 2,96
Asam sitrat (g) 1,65 1,65 1,65 Fruktose (g) - 2,16 -Laktose (g) - - 2,16 Kuning telur 20 20 20 Glyserol (ml) 6 6 6 Penicilin G (iu/ml) 1000 1000 1000 Streptomisin (pg/ml) 1000 1000 1000 Aquabides (ml) ad. 100 100 100
158
Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
Pembekuan (uap N2 cair) selama 10 menit
Penyimpanan (N2 cair)
Gambar 1. Prosedur kerja pengenceran dan pembekuan semen kambing Evaluasi
Karakteristik semen segar
Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik dari semua ejakulat yang dapat ditampung pada penelitian ini telah dijelaskan oleh
KosTAnv+N (2000). Secara singkat dapat dikatakan kualitas semen segar kambing PE pada penelitian
ini masih bervariasi, sehingga perlu dilakukan evaluasi secara teliti sebelum dilakukan proses pengenceran dan pembekuan. Volume ejakulat bervariasi 0,5-1,7 ml/ekor (rataan 1,0 ml/ekor), warna masih dalam katagori normal yaitu berwarna putih susu sampai kream. Gerakan masa spermatozoa cukup baik yaitu ++/+++, dengan persentase motilitas spermatozoa sekitar 63,13%, dengan rataan persentase spermatozoa hidup hanya 70,14%. Konsentrasi spermatozoa relatif cukup tinggi (2,93 milyar/cc), dengan persentase abnormalitas spermatozoa masih dibawah 10%. Terdapat peningkatan nilai karakteristik semen dari ejakulat pertama ke ejakulat kedua namun perbedaannya hanya nyata untuk motilitas dan persentase spermatozoa hidup.
Karakteristik semen selama pendinginan dan pembekuan Persentase motilitas
Rataan motilitas semen segar yang dipakai adalah sekitar 70%, dengan jumlah spermatozoa hidup sekitar 75%. Setelah pengenceran, rataan motilitas spermatozoa turun menjadi sekitar 68-69% (Tabel 2). Setelah ekuilibrasi persentase motilitas spermatozoa menurun cukup drastis menjadi sekitar 56-59%), dan tidak ada pergedaan nyata antar jenis pengencer. Setelah pencairan kembali terjadi penurunan persentase motilitas yang cukup tinggi yaitu 24,7-36,61%, dan penurunan tertinggi terjadi pada TR-K. Waktu ekuilibrasi (2 clan 4 jam) tidak berpengaruh nyata terhadap persentase motilitas (58,70 vs 56,94%; P>0,05). Akan tetapi setelah pembekuan persentase motilitas lebih rendah clan berbeda nyata (P<0,05) pada TR-K (33,50%) dibandingkan pada TR-F (37,64%) clan TR-L (40,83%). Persentase motilitas spermatozoa setelah pencairan kembali (thawing) pada ekuilibrasi 2 jam nyata lebih rendah daripada yang diekuilibrasi selama 4 jam (34,35 vs 40,30%; P<0,05).
Dalam prakteknya motilitas sering dipakai acuan untuk menilai kualitas semen beku, karena memang parameter ini paling mudah dan cepat dapat ditentukan. Daya gerak progresif ini mempunyai peranan yang sangat penting untuk keberhasilan fertilisasi. Kecepatan pergerakan spermatozoa ini bervariasi atar spesies, kondisi medium, dan suhu lingkungan (TOELIHERE, 1985).
Pada penelitian ini, rataan motilitas spermatozoa kambing PE setelah pengenceran lebih tinggi (P<0,05) pada pengencer TR-F clan TR-L dibandingkan pada pengencer TR-K yaitu masing-masing 34,64 ; 40,83 ; dan 33,50%. Walupun terjadi penurunan motilitas pada semua jenis pengencer (Tabel 2 dan 3), pengencer TR-F dan TR-L telah memperlihatkan kemampuannya untuk melindungi spermatozoa sampai waktu ekuilibrasi clan pencairan kembali seletah pembekuan. Hal ini mungkin terkait dengan ketersedian energi yang lebih banyak pada TR-F dan TR-L dengan adanya fraksi fruktose atau laktose. Fruktose disamping sebagai sumber energi yang siap dapat digunakan dalam metabolisme juga diketahui dapat mempertahankan tekanan osmose dalam pelarut(AZAWI et al., 1993). Secara alami semen kambing juga mengandung fruktose yang cukup tinggi sebagai sumber energi. Dilain pihak laktose juga diketahui dapat berfungsi sebagai krioprotektan eksternal yang dapat memberikan aktivitas krioprotektif melalui pemeliharaan molalitas pelarut (SINGH et al.,
1996). Lebih tingginya persentase motilitas pada pengencer TR-F (mengandung fruktose) dan TR-L (mengandung laktose) berhubungan dengan ketersediaan energi dan perbaikan tekanan osmose serta 159
Seminar Nasionat Peternakan dan Veteriner 2000
perlindungan terhadap membran sel seperti dijelaskan sebelumnya. Pada penelitian ini, motilitas setelah pencairan kembali pada semua jenis pengencer masih>30%. Hasil ini, masih relatif rendah,
dari yang dapat direkomendarikan untuk IB yaitu sekitar 40% (EVANS dan MAXWELL,1987). Penambahan fruktose clan iaktose dalam pengencer dengan bahan dasar Tris-Sitrat nampaknya dapat memperbaiki motilitas spermatozoa kambing, namun peningkatannya fdak begitu besar. Oleh karenaya usaha perbaikan komposisi bahan pengencer, cara penangan proses pengenceran, dan pembekuan semen kambing ini perlu diteliti lebih mendalam. Keunikan semen kambing daripada semen sapi menyebabkan penerapan teknologi pembekuan semen sapi pada semen kambing perlu modifikasi yang,cukup mendasar.
Tabel 2. Perubshan persentase motilitas spermatozoa kambing Peranakan Etawah pada berbagai jenis
pengencer selama proses pembekuan dan pencairan kembali(thawing)(Rataan ± SD)
Keterangan : Nilai rataan dengan hurup yang sama pada baris atau kolom yang sama adalah tidak berbeda nyata(P>0,05)
Spermatozoa hidup
Rataan jumlah spermatozoa hidup pada ketiga jenis pengencer saat pengenceran berkisar 75-76%. Setelah 2-4 jam jam ekuilibrasi persentase spermatozoa hidup turun menjadi 65-68%, dan fdak berbeda antar jenis pengencer, dan lama waktu ekuilibrasi (2 dan 4jam) tidak berpengaruh
nyata terhadap persetase spermatozoa hidup (Tabel 3). Akan tetapi, setelah thawing persentase
spermatozoa hidup tertinggi terdapat pada TR-L(54,59%)namun tidak berbeda nyata dengan TR-F
(51,46%), tapi berbeda nyata dengan TR-K (50,04%) . sedangkan antara TR-F dan TR-K tidak berbeda nyata. Ekuilibrasi 4 jam memberikan persentase spermatozoa hidup yang lebih tinggi
daripada ekuilibrasi2jam(49,43 vs 54,42%; P<0,05).
Tahapan proses
pembekuan WaktueJ~;brasi TR-K PengencerTR-F TR-L Rataan Segar 70,00 ± 2,36 70,56 ± 2,83 70,00 ± 2,36 Pengenceran 68,11 ± 3,92 69,22 ± 4,78 67,56 ± 3,69 Equilibrasi 2 58,33 ± 6,23 58,89 ± 5.66 58,89 ± 5,67 58,70 ± 5,87 -4 55,28 ± 6,50 58,89 ± 5.67 56,66 ± 5,67 56,94 ± 6,21 -Rataan 56,81 ± 6,55 - 58,89 ± 5,22 - 57,78 ± 6,28 -Thawing 2 31,11 ± 7,37 32,85 ± 7,49 38,06 ± 9,41 34,35 ± 4,49 -4 35,89 ± 9,33 40,36 ± 3,39 43,61 ± 9,14 40,30 ± 8,46 b Rataan 33,50 ± 8,74 - 37,64 ± 6,69 b 40,83 ± 9,68 b Penurunan dari pengenceran 2 35,00 ± 8,82 33,33 ± 8,82 27,50 ± 8,98 31,94 ± 9,44 -kethawing 4 30,22 ± 11,38 25,83 ± 6,67 21,94 ± 7,53 26,00 ± 3,39 b Rataan 32,61 ±10,46 - 29,58 ± 8,67-b 24,72 ± 8,74
-Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
Tobel 3. Perubahan persentase spermatozoa hidup kambing Peranakan Etawah pada berbagai jenis pengencer selama proses pembekuan dan pencairan kemabali(thawing)(Rataan t SD)
Keterangan : Nilai rataan dengan hurup yang sama pada baris atau kolom yang sama adalah tidak berbeda nyata(P>0,05) Penurunan persentase spermatozoa hidup dari pengenceran ke thawing yang tertinggi terjadi pada TR-K (22,08%) dan berbeda nyata dengan TR-L (17,35%), tapi tidak berbeda nyata dengan TR-F (20,71%). Ekuilibrasi 4 jam dapat mengurangi secara nyata (P<0,05) tingkat penurunan persentase spermatozoa hidup selama proses pembekuan.
Dibandingkan dengan persentase motilitas, persentase spermatozoa hidup lebih tinggi pada semua jenis pengencer clan pada semua tahapan pembekuan (Tabel 2 dan Tabel 3). Hal ini menunjukkan bahwa banyak spermatozoa yang masih hidup tapi tidak motil atau bergerak tidak progresif. WERDHANY (1999) melaporkan spermatozoa hidup semen beku kambing PE dalam
pengencer dengan berbagai dosis vitaminEsetelah pencairan kembali bervariasi 2,34-10,61% lebih
tinggi dari persentase motilitas, dan dosis vitamin E 0,3 g/100 ml pengencer memberikan berbedaan
terkecil.
Pada penelitian ini persentase spermatozoa hidup pada saat pengenceran sekitar 72%, dan tidak ada perbedaan atar jenis pengencer. Sampai dengan ekuilibrasi persentase spermatozoa hidup tetap lebih tinggi pada TR-F dan TR-L, namun tidak demikian halnya pada tahapan pembekuan berikutnya, walaupun perbedaannya tidak nyata. Terdapat indikasi bahwa, setelah pencairan kembali persentase spermatozoa hidup pada pengencer TR-L (54,59%) lebih tinggi daripada pengencer TR-F (51,46%), dan TR-K (50,04%). Hal ini menunjukkan kelebihan dari pengencer dengan kandungan laktose didalamnya. Tahapan proses pembekuan Waktu ekuilibrasi (Jam) TR-K Pengencer TR-F TR-L Rataan Segar 75,40 t 3,76 76,79 t 3,47 76,05 t 3,55 Pengenceran 72,13 t 4,27 72,17 t 5,17 71,94 t 4,64 Equilibrasi 2 67,29 t 9,16 65,89 t 6,66 69,93 t 5,67 67,71 t 7,14' 4 67,17 t 7,00 64,21 t 8,29 66,45 t 6,32 66,57 t 7,21 ' Rataan 67,23 t 8,16' 65,99± 7,44' 68,19 t 5,57' Thawing 2 47,71 t 7,73 47,69 t 6,86 53,06 t 9,82 49,43 t 8,54' 4 52,31 t 9,58 55,86 t 6,09 56,13 t 8,82 54,42 t 8,42 Rataan 50,04 t 8,99' 51,46 t 7,41 'b 54,59 f 9,45 b Penurunan dari pengenceran 2 24,35 t 8,82 24,70 ± 7,15 18,88 t 9,60 22,65 t 8,99' ke thawing 4 19,81 t 10,08 16,71 t 3,96 15,82 t 6,92 17,45 t 7,62 b Rataan 22,08 t 9,74' 20,71 ±7,03 'b 17,35 t 8,51 b
Seminar Nasional Peternakan don Veteriner 2000
KESIMPULAN
Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semen kambing PE dspat disimpan dalam bentuk beku dalam pengencer Tris-sitrat. Penambahan fruktose atau laktose dalam pengencer tersebut dapat memperbaiki kualitas semen beku kambing PE dan pengencer Tris-laktose (TR-L) cenderung memberikan hasil yang lebih baik. Waktu ekuilibrasi 4 jam menghasilkan kualitas semen beku yang lebih baik daripada ekuilibrasi 2 jam.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada semua staf litkaysa Ruminansia Kecil Lapangan percobaan Ciawi atas segala bantuan yang diberikan sehingga penelitian ini dapat diselesaikan sesuai dengan rencana. Penelitian ini dibiayai oleh Anggaran Pembangunan Tahun 199/2000 dengan No. Protokol: RK/REP/L-O1/APBN/99/00.
DAFfAR PUSTAKA
AzAwi, 01, S.Y.A. AL-DAHASH, and F.T. JumA. 1993. Effect of different diluents on Shami goat semen. Small Rum. Res. 9:347-352 .
EvANS, G. and W.M.C. MAXWELL. 1987. Salamon's Artificial Insemination ofSheep and Goats. Butterworths, London.
FERADiS. 1999. Penggunaan Antioksidant Dalam Pengencer Semen Beku dan Metode Sinkronisasi Estrus pads Program Inseminasi Buatan Domba St.Croix. Thesis PascaSarjana IPB-Bogor.
FRASER, A.F. 1962. Atechnique for freezing goat semen results of a small breeding trial. Can. Vet. J. 3:133-144.
GRAHAM, E.F. 1976. Fundamentals of the preservation of spermatozoa. In: The Integrity of Frozen Spermatozoa. National Academy ofScience. Washington, D.C. pp. 4-44.
KGSTAMAN, T., P. SrrumoRANG, dan I-KETuT SUTAMA. 2000. Kemampuan hidup spermatozoa kambing Peranakan Etawah pada berbegai jenis pengencer. (Submitted).
MEMGN, M.A. and R.S. OTT. 1981 . Methods of semen preservation and artificial insemination in sheep and goats. World Rev. Anim. Prod. 11:19-25.
STNGH, M.P., A.K. SwHA, B.K. SINGH, and R.L. PRASAD. 1996. Effect of cryoprotectants on release of various enzymes of buck spermatozoa during freezing. Theriogenology 45:405-416 .
SiTumoRANG, P. 1990 a. The effect of diluent on the viabilkity of washed and unwashed goat spermatozoa. 11mu dan Peternakan 4:270-273 .
SITUMGRANG, P. 1990b. The survivability of thawed goat-semen following freezing to -196°C. Ilmu dan Peternakan 4:274-277.
STEEL, R.G.D. and J.H. TORRIE. 1991. Prinsip dan Prosedur Statistika. PT. Gramedia Utama, Jakarta.
SUWARso. 1999. Peranan Rafinosa dalam Pengencer Tris-Sitrat Kuning Telur terhadap Kualitas Semen Beku Kambing Perankan Etawah. Thesis Pascasaijana, IPB-Bogor.
TAmBiNG, S.N. 1999. Efektivitas Berbagai Dosis Gliserol dan Wsktu Ekuilibrasi terhadap Kualitas Semen Beku Kambing Peranakan Etawah. Thesis Pascasarjana IPB-Bogor.
TGELIHERE, M. 1985. Inseminasi Buatan pada Ternak. Mutiara, Bandung,
Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
WERDHANY, W.I. 1999. Efektivitas Penambahan a-Tokoferol Di Dalam Pengencer Tris dan Susu Skim
Terhadap Kualitas Semen Kambing Peranakan Etawah. Thesis Pascasarjana IPB-Bogor.
WoDzicKA-TomAszwEscKA, M., A. DAJANEGARA,S.GRAMER, T.R. WIRADARYA, and I.M. MASTIKA. 1993.
Small Ruminant Production in The Tropics. Sebelas Maret University Press, Surakarta.
