BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mikrobiologi merupakan ilmu tentang mikroorganisme yang mencakup bermacam-macam kelompok organisme mikroskopik yang terdapat sebagai sel tunggal maupun kelompok sel, termasuk kajian virus yang bersifat mikroskopik meskipun bukan termasuk sel.
Sebagaimana kita ketahui sebelumnya mikroorganisme adalah organisme hidup yang berukuran mikroskopis sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikroorganisme dapat ditemukan di semua tempat yang memung-kinkan terjadinya kehidupan, disegala lingkungan hidup manusia salah satunya pada ternak.
Ternak ruminansia termasuk dalam ordo Artiodactyla (hewan mamalia berkuku genap) dan sub ordo Ruminantia. Ternak ruminansia merupakan ternak yang berbeda dengan ternak non ruminansia atau ternak lainnya. Hal yang membedakan yaitu ternak ruminansia mempunyai lambung jamak sedangkan ternak non ruminansia mempunyai lambung tunggal. Lambung ruminansia terdiri atas empat bagian, yaitu rumen, retikulum, omasum dan abomasum. Selain itu, ternak ruminansia memiliki mikro-organisme di dalam rumen. Mikroorganisme inilah yang membantu pencernaan ternak ruminansia dalam memecah pakan agar dapat diserap dan digunakan oleh tubuh. Ternak ruminansia dapat mencerna serat kasar karena adanya simbiosis antara inang (ruminansia) dengan mikroorganisme rumen.
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.
Kecernaan ruminansia tergantung populasi dan jenis mikroorganisme didalam rumen. Jenis mikroorganisme dalam rumen terdiri atas tiga macam yakni bakteri, protozoa dan fungi. Ketiga mikroba tersebut mempunyai peranan berbeda-beda dalam rumen.
Sehingga hal inilah yang melatar belakangi penulis dalam penyusunan makalah ini yaitu untuk mempelajari beberapa mikroorganisme di yang dapat hidup dan memiliki kemampuan beradaptasi pada rumen ternak.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun yang rumusan masalah makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Apa yang dimaksud dengan mikrobiologi rumen?
2. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba rumen? 3. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi populasi mikroba rumen? 4. Bagaimana kelompok mikroba dalam rumen?
5. Bagaimana interaksi mikroba di dalam rumen?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu: 1. Untuk mengetahui pengertian mikrobiologi rumen.
2. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba rumen.
3. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi populasi mikroba rumen. 4. Untuk memahami kelompok mikroba dalam rumen.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Mikrobiologi 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), bahwa pakan hijauan akan difermentasi oleh mikroba rumen sebagai sumber energi bagi ternak ruminansia tersebut.
Hal senada diungkapkan oleh Das, dkk (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, dkk (2009), yang juga menyebutkan bahwa 3 jenis mikroba dalam rumen adalah bakteri, protozoa dan fungi/jamur.
Berdasarkan pendapat Das, dkk. (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 ionik 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 dikarak-terisasi menunjukkan keragaman pH optimum.
mikroor-ganisme anaerob, yaitu bakteri, protozoa, fungi dan mikroormikroor-ganisme 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, 2002).
Mikroba rumen memiliki peran yang sangat penting bagi ternak karena mereka dapat memanfaatkan nutrisi tanaman secara efisien sebagai sumber energi (Das, 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).
Urutan pola fermentasi dalam rumen:
Glukosa → silosa → pati → selulosa → peranan mikroba rumen dalam membantu pemecahan zat gizi dalam pakan dan mengubahnya menjadi senyawa yang dapat dimanfaatkan oleh ternak merupakan keuntungan yang dimiliki oleh hewan ruminansia.
Berikut beberapa fungsi utama mikrobia rumen yaitu:
1) Mencerna selulosa, pati, pectin, silan, pentosa dan karbohidrat terlarut dalam ransum. Untuk mengolah selulosa pakan, proses ini dilakukan oleh jamur, dengan cara membentuk koloni pada jaringan selulosa pakan yang tumbuh menembus dinding selulosa, nanti pakan lebih mudah dicerna oleh enzim bakteri rumen. Jumlah selulosa pada serat kasar sekitar 30– 60% dari total bahan kering. Setelah itu, selulosa ini akan diuraikan menjadi glukosa, kemudian hasil fermentasinya berupa volatille fatty acids (VFA) berguna sebagai sumber energi utama bagi ternak.
2) Mencerna protein dan senyawa nitrogen dalam ransum atau 4.Mensintesis asam-asam amino dari zat-zat yang mengandung nitrogen yang lebih sederhana.
3) Mensintesis protein dan asam amino yang berasal dari ammonia; atau dengan kata lain mengubah protein pakan yang berkualitas rendah dan non-protein nitrogen (NPN) menjadi protein penyusun tubuh yang mempunyai komposisi asam amino ideal.
4) Mensintesis vitamin yang dibutuhkan oleh induk semang (host) dan spesies mikrobia atau membentuk vitamin B komplek dan vitamin A, yang berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi ternak.
5) Mikroba rumen yang mati, akan masuk ke dalam usus halus dan selanjutnya akan diproses menjadi sumber protein yang berkualitas tinggi.
Adapun faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba rumen yaitu:
2.2 Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba Rumen
Beberapa faktor telah diketahui yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba rumen yaitu:
• Pertumbuhan sel mikroba rumen dipengaruhi oleh ketersediaan ATP (derivat dari produk fermentasi KH atau VFA) dan NPN.
• Aktivitas mikroba membutuhkan ATP untuk kehidupan dan pertumbuhannya, sekitar 4 – 5 mol/ mol KH yg terfermentasi.
• Komponen nitrogen (amonia, NPN dalam bahan pakan, bakteri yg lisis) diperlukan untuk sintesis protein sel mikroba.
• Asam amino tertentu juga diperlukan untuk meningkatkan laju pertumbuhan mikroba, selain itu juga membutuhkan asam lemak rantai cabang yg merupakan hasil deaminasi protein
• Beberapa penelitian menunjukkan bahwa konsen-trasi amonia optimum diperlukan untuk pertumbuh-an mikroba rumen
• Sulfur juga diperlukan untuk pertumbuhan mikroba rumen, kenyataannya biomas mikroba rumen mengandung 8 g sulfur/kg BK. Kebutuhan sulfur berdasarkan rasio N : S dari 8,6 : 1 s/d 30,8 : 1, umumnya diperoleh dari degradasi protein yang mengandung asam amino (aa mengandung sulfur)
• Kebutuhan phosphor, masih sedikit bukti dapat membatasi pertumbuhan mikroba, resi. Phosphor esensial dalam struktur DNA dan RNA, dalam pembentukan asam nukleat, juga esensial dalam pertukaran energi dalam sel (ATP dan GTP). Kebutuhannya sekitar 8 : 1 (rasio N : P)
• Mineral lain yang dibutuhkan adalah trace mineral
2.3 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Populasi Mikroba Rumen
Beberapa faktor telah diketahui sebagai kendala yang mempengaruhi aktifitas populasi mikroba rumen. Faktor-faktor tersebut antara lain yaitu suhu, komposisi gas, pengaruh osmotik dan ionik, keasaman, tersedianya nutrisi dan keluarnya cairan atau masuknya aliran ke rumen, dll. Lambung ruminansia secara umum dapat dipandang sebagai wahana yang ideal bagi pertumbuhan mikroorganisme karena adanya faktor:
· Ukuran lambung besar
· Tersedianya substrat secara kontinyu · Percampuran makanan selalu terjadi
· Kontrol terhadap keasaman (pH) lambung dapat dilakukan dengan melalui buffering action dari saliva serta dinding rumen
lainnya.
-Secara normal karena kotak dengan hewan lain, bakteri tidak harus kontak dengan hewan dewasa, tetapi protozoa perlu kontak dengan hewan dewasa. -Dari lingkungan (bahan pakan dan kandang)
-Kondisi lingkungan rumen mendukung untuk tumbuhnya mikroba, karena adanya subtrat dan perantara , pH rumen optimum untuk pertumbuhan, kelembaban optimum, karena adanya air di rumen, suhu rumen optimum
Hewan yang bersangkutan hanya dapat mengatur aktivitas mikroba rumen dalam keterbatasan kemampuan yang dimiliki seperti disebutkan diatas. Oleh karena itu factor factor lainnya ditentukan oleh kondisi fisiologis pertumbuhan serta adanya interaksi antara mikroba rumen seperti sinergisme, penghambatan dan kompetisi diantara spesies atau dengan mikroorganisme lainnya.
Pada awal perkembangannya komposisi mikroba di dalam rumen pada hewan yang baru lahir sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor yang komplek dan tergantung pada lingkungan mikro kimia yang dipengaruhi oleh jenis pakan yang dikonsumsi. Segera setelah terbentuk maka komposisi mikroba rumen akan sangat stabil kecuali terjadi perubahan komposisi pakan.
a. Suhu (Temperatur)
Temperatur rumen dikatakan normal apabila berada pada kisaran antara 39 – 41oC. Segera setelah makan, temperatur rumen biasanya akan meningkat sampai dengan 41oC, terutama selam proses fermentasi terjadi didalam rumen. Sebaliknya temperatur akan menurun sampai dibawah suhu normal bila ternak minum air dingin. Kondisi ini akan dapat mempengaruhi populasi mikroba rumen terutama pada spesies-spesiestertentu yang sangat peka yang tidak dapat bertahan hidup pada suhu diatas 40oC (Hungate, 1966). Demikian pula penurunan suhu rumen dibawah suhu normal setelah hewan minum air dingin akan mempengaruhi aktivitas mikroba ini.
b. Keasaman (pH)
makan.Macam pakan akan mempengaruhi hasil akhir fermentasi, yaitu asam lemak terbang (VFA) serta konsentrasi bikarbonat dan fosfat yang disekresikan oleh hewan yang bersangkutan dalam bentuk saliva. Konsentrasi VFA pada umumnya menurun dengan menignkatnya keasaman rumen. Untuk menjaga agar pH rumen tidak menurun atau meningkat secara drastis maka perlu adanya hijauan didalam ransum dalam proporsi yang memadai (± 40 persen dari total ransum atau dengan kadar serat kasar sekitar 20 persen) dimana 70 persen dari serat kasar ini harus dalam bentuk polisakarida berstruktur untuk dapat merangsang produksi saliva selama proses ruminasi. Akibat terjadinya peruba-han keasaman rumen, komposisi mikroba akan berubah.
Apabila pH rumen mendekati 6, jumlah bakteri asam laktat (misalnya gram positif batang) akan meningkat sehingga konsentrasi asam laktat didalam rumen akan meningkat.
Protozoa rumen sangat sensitif terhadap perubahan pH dan akan mati pada pH rumen dibawah 5,5. Jamur rumen perkembang biakannya (zoospo-rogenesis) juga terlambat apabila pH rumen kurang atau diatas 6,5.
c. Komposisi gas
Komposisi gas didalam rumen kurang lebih terdiri dari 63-63,35 persen CO2;26,76-27 persen CH4; 7 persen N2 dan sedikit H2S, H2 dan O2. Karena kondisi anaerob didalam rumen merupakan faktor yang sangat penting maka produksi CO2 pada proses fermentasi sangat menentukan terciptanya kondisi anaerob.
karena untuk membentuk 1 mol CH4 diperlukan 4 mol H2, maka laju penggunaan H2 adalah empat kali laju produksi methana, sehingga H2 didalam rumen tidak pernah terakumulir.
Meskipun kadar nitrogen didalam rumen sangat rendah, beberapa jenis bakteri memerlukan unsur N untuk pertumbuhannya. sumber utama nitrogen untuk bakteri adalah amonia (NH3), peptida dan asam amino dari makanan. d. Nutrisi
Secara umum kebutuhan nutrisi mikroba rumen dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Sebagai sumber energi.
2. Sebagai sumber untuk melakukan biosintesis.
Enersi yang diperlukan mikroba diperoleh dari proses fermentasi polimer tanaman terutama selulosa dan pati dengan menghasilkan VFA, CH4 dan CO2. Sedangkan untuk proses biosintesis diperoleh dari protein yaitu dari unsur-unsur C, H, O, N dan S.
e. Pengaruh Osmotik & Ionik
Tidak seperti protozoa, bakteri relatif tahan terhadap perubahan tekanan osmotik. Hal ini antara lain disebabkan adanya kemampuan bakteri untuk mempertahankan konsentrasi beberapa ion yang terdapat didalam sel.
f. Tekanan Permukaan
Tekanan permukaan cairan rumen biasanya diantara 45 - 59 dynes/cm. Belum banyak informasi yang diperoleh tentang pengaruh tekanan permukaan terhadap perubahan populasi mikroba rumen. Namun demikian kasus terjadinya kembung (bloat) adalah erat kaitannya dengan perubahan tekanan permukaan. Demikian pula perubahan tekanan permukaan telah diketahui dapat mempengaruhi tekanan permukaan seperti protein dan lemak makanan serta cairan empedu. Dari faktor-faktor tersebut cairan empedu merupakan faktor dominan karena kemampuannya dalam menghasilkan unsur detergent yang bersifat racun terhadap bakteri.
g. Variasi Harian
Konsentrasi mikroba rumen akan berfluktuasi sepanjang hari. Beberapa faktor penyebabnya antara lain: makanan, kelaparan (starvation) dan pengenceran (dilution rate) cairan rumen. Fluktuasi protozoa mungkin erat kaitannya dengan perubahan pH rumen disamping faktor lainnya.
h. Pakan
Komposisi pakan sangat menentukan terhadap hasil akhir fermentasi serta laju pengenceran (dilution rate) isi rumen. Jika ransum basal mengandung serat kasar tinggi maka bakteri selulolitik akan dominan karena kehadirannya menentukan terjadinya proses fermentasi selulosa. Sebaliknya protozoa akan berkurang jumlahnya. Jamur karena sifatnya adalah selulolitik akan meningkat jumlahnya pada kondisi ini. Keadaan yang sebaliknya akan terjadi jika proporsi konsentrat meningkat dalam pakan.
i. Frekuensi Pemberian Pakan
106 telah dilaporkan jika frekuensi pemberian pakan ditingkatkan dari satu kali menjadi empat kali sehari.
j. Tingkat Konsumsi
Konsumsi sukarela (voluntary intake) ransum dapat ditingkatkan tiga sampai empat kali kebutuhan hidup pokok apabila konsentrat diberikan dalam ransum. Dengan meningkatnya konsumsi, volume rumen dan sekresi saliva ke rumen serta laju pengeluaran digesta dari rumen akan meningkat.
k. Faktor-Faktor Lain - Pemeberian Bahan Kimia
Pemberian antibiotika dalam ransum akan menurunkan populasi bakteri. Demikian pula pemberian bahan detergen akan dapat mematikan protozoa. Bahan detergen seperti Manoxol OT, Aerosol OT dan Alkanate lazim digunakan sebagai bahan untuk defaunasi. Bahan anti jamur seperti Actidions juga telah dilaporkan dapat mematikan jamur rumen, meskipun penelitian lain gagal menggunakan Actidions untuk menghilangkan jamur dari dalam rumen.
-Pengaruh Individu Ternak
Tiap individu mempunyai variasi jenis dan jumlah mikroba yang berbeda. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya perbedaan dalam hal tingkah laku makan dan minum atau adanya perbedaan dalam hal volume rumen serta laju pengeluaran isi rumen ke alat pencernaan lainnya.
-Kompetisi Makanan
Seperti dijelaskan dimuka bahwa mikroba rumen membutuhkan zat-zat essensial tertentu untuk pertumbuhan. Penggunaan polisakarida oleh protozoa akan berakibat pengurangan substrat bagi bakteri sehingga populasi bakteri pemekai polisakarida akan menurun bila kondisi ini terjadi di dalam rumen.
2.4 Kelompok Mikroba Dalam Rumen 2.4.1 Bakteri
fakulatif. Bakteria kecil merupakan jumlah dari setengah seluruh biomas rumen tetapi berperanan besar dalam pekeerjaan metabolik.
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).
Menurut Suwandi (1997), bahwa 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
d. Bakteri yang menempel pada protozoa
Berdasarkan jenis bahan yang digunakan dan hasil fermentasinya, jenis-jenis bakteri pada rumen dibedakan berdasarkan substrat yang didegradasi, yaitu bakteri Selulolitik, bakteri Hemiselulolitik, bakteri amilolitik, bakteri proteolitik, bakteri lipolitik, bakteri methanogenik,bakteri ureolitik, Sugar Untilizer Bacteria (bakteri pemakai gula), danAcid Utilizer Bacteria (Bakteri Pemakai Asam). Berikut ini penjelasannya:
-Bakteri Selulolitik
succinogenes, Clostridium acetobutylicum, Ruminicoccus flavefaciens, Ruminicoccus albus, Cillobacterium cellulosolvens (Meryandini, Anja. dkk. 2009).
- 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. Bakteri hemiselulotik ini dapat menghidrolisa selulosa biasanya juga dapat menghidrolisa (mencerna) hemiselulosa pada dinding sel tanaman. 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, dkk. 2011). Ada juga bakteri jenis Butyrivibrio fibriosolven, Bacteriodes ruminicola.
-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.
- Bakteri Proteolitik
Bakteri proteolitik merupakan jenis bakteri yang paling banyak terdapat pada saluran pencernaan makanan mamalia termasuk karnivora (carnivora). Di dalam rumen, beberapa spesies diketahui menggunakan asam amino sebagai sumber utama energi. Beberapa contoh bakteri proteolitik antara lain Bacteroides amylophilus, Clostridium sporogenes, Bacillus licheniformis (Soetanto,1998). - Bakteri Methanogenik
karbohidrat dan asam organic. Contoh bakteri ini antara lain Methanobacterium ruminantium dan Methanobacterium formicium (Khaedar, 2010).
- Bakteri Lipolitik
Beberapa spesies bakteri menggunakan glyserol dan sedit gula sebagai sumber pangannya. Beberapa spesies lainnya dapat menghidrolisa asam lemak tak jenuh dan sebagian lagi dapat merubah atau 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 (Soetanto, 1998).
- 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 kedalam 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 x109 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).
Beberapa contoh ukuran dan bentuk sel bakteri rumen disajikan pada Gambar berikut ini:
Selenomonas ; B. bentuk sarkina ; C. rantai cocci besar ; D. Oscillospira guillermondii ; E. bentuk clostridia dari Clostridia lochheadii ; F. rantai
cocci yang amat panjang.
- 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).
- 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 jenis Peptostreptococcus bacterium, Propioni bacterium dan Selemonas lactilytica (Soetanto, 1998).
Ada beberapa macam bakteri utama dalam rumen antara lain:
- Bacteroides succinogenes sebagai sumber energi bakteri ini yaitu glukosa, selulosa, selebiosa dan pati dan produk utama dari bakteri ini adalah asetat, suksinat dan format.
- Ruminococcus flavivacilus sebagai sumber energi bakteri ini yaitu glukosa, selulosa dan xyloan dan produk utama bakteri ini adalah asetat, suksinat dan format serta H2.
- Butyrivibrion fibrisolvans sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitu glukosa, selulosa, xylan dan pati dan produk utama bakteri ini adalah asetat, butirat, laktat, format, CO2, H2, etanol.
- Bateroides ruminicola sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitu glukosa, xylan dan pati dan produk utama bakteri ini adalah asetat, propionat, suksinat dan format.
- Bacteroides amylophilus sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitu pati dan maltosa dan produk utama bakteri ini adalah asetat, suksinat dan format. - Selenomonus ruminantium sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitu
glukosa, pati, gliserol, dan suksinat dan produk utama bakteri ini adalah asetat, propionat, laktat, format dan CO2.
2.4.2 Protozoa
Sebagian besar protozoa yang terdapat didalam rumen adalah cilliata meskipun flagellata juga banyak dijumpai. Cilliata ini merupakan non pathogen dan mikroorganisme anaerobik. 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 taksonominya saat ini.
Tidak seperti bakteri rumen, ciliata dapat diklasifikasikan atas dasar morfologinya karena ukuran selnya cukup besar yaitu antara 200 - 200 mm.
- Ordo Trichostomatida - Ordo Entodiniomorphida
Dari ketiga ordo 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).
Meskipun protozoa merupakan massa yang besar dari mikrobia rumen, kepentingannya dalam metabolisme dalam rumen kurang terang. Protozoa metabolismekan protein diet dan bakteria dan mengandung 10-40% N dari N rumen. Secara morphologis protozoa dalam rumen dibagi dalam 2 ordo, yaitu: a. Holotrich
amilopektin, yang selanjutnya akan melepaskan kembali senyawa ini kedalam cairan rumen pada saat populasi Holotricha mengalami lisis atau pada fase pertumbuhannya.Hasil akhir dari fermentasi adalah karbohidrat dalam bentuk amilopektin, VFA, CO2 dan H2. Amilopektin merupakan cadangan karbohidrat untuk diproses berikutnya. .
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.
b. Oligotrich
Merupakan protozoa dengan ukuran lebih kecil, dengan cilia di daerah mulut. Sumber pakan utamanya adalah starch, selulase dan glactosil gliserida. Dapatnya mencerna plant fiber adalah adanya proses simbiose intaseluler dengan cellulolytic bacteria atau pada saat bakteria dimakan oleh protozoa, cellulase yang berada dalam bakteria masih aktif untuk beberapa lama dan dapat memecah selulosa.
disebut esensial untuk optimum performance hewan tetapi tidak esensial untuk pokok hidupnya. Jenis dan bentuk ransum mempengaruhi jumlah dan tipe protozoa. Pakan hay tinggi, protozoa jenis isotrich dan dasytrich yang terbanyak. Bila pakan mengandung konsentrat, maka jenis entodinium lebih dominan, sedangkan ransum bentuk pelet akan mengurangi jumlah protozoa, karena:
-Turn over pada rumen relatif cepat, sedangkan protozoa proses regenerasinya relatif lebih lama.
-Ada perubahan fisik dan kimiawi pada pakan pelet sehingga lebih disenangi bakteria.
Bakteri selulolitik juga diketahui hidup secara simbiosis dengan Oligotricha di dalam selnya. Spesies penting dari Oligotricha antara lain Diplodinium dentatum, Eudiplodinium bursa, Polypastron multivesiculatum, Entodinium caudatum.
Baik Holotricha maupun Oligotricha secara aktif memangsa bakteri, bahkan beberapa Holotricha besar juga memangsa Oligotricha kecil. Selain dari pada 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.
2.4.3 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, 1995).
Fungi/jamur memiliki kemampuan memecah jaringan tanaman lebih baik dari pada protozoa dan bakteri (Nagpal, 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, 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).
Namun, jumlah fungi/jamur sangat 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.
2.5 Interaksi Antara Mikroba Dalam Rumen
Populasi mikroba sangat bervariasi tergantung pada jenis hewan, diantara hewan yang sama ada kemungkinan pada daerah (negara) yang berbeda meskipun dengan jenis makanan yang sama. Meskipun demikian hasil akhir fermentasi relatif sama. Kesemuanya ini tergantung pada jenis interaksi yang terjadi antar mikroba didalam rumen.
a. Interaksi Antar Bakteri
Interaksi antar bakteri terjadi baik pada bakteri yang terdapat/menenmpel pada partikel digesta maupun yang terdapat pada ephitelium rumen. Bentuk hubungan ini biasanya bersifat mutualisme dimana hasil hasil fermentasi oleh satu jenis bakteri akan digunakan oleh bakteri jenis lainnya untuk pertumbuhannya. Contoh hubungan ini adalah proses fermentasi selulosa menjadi VFA dimana terjadi interaksi antar bakteri penghasil hidrogen dan bakteri pemakai hidrogen. Jenis interaksi ini hampir seluruhnya menguntungkan, sehingga sangat kecil kemungkinan untuk dilakukan manipulasi akan interaksi yang ada kecuali penghambatan methanogenesis.
b. Interaksi Antara Protozoa-Bakteri
dapat ditunda sampai senyawa tersebut dilepas kembali pada saat terjadinya lysis atau pecahnya sel protozoa akibat terlalu banyak menyimpan amilopektin.
Diperkirakan tiap ekor protozoa dapat memangsa bakteri dengan kecepatan antara 130 - 21200 bakteri/protozoa/jam pada kondisi kepadatan bakteri 109 sel/ml. Pencernaan bakteri dalam sel protozoa dapat berkisar antara 345–1200 bakteri/ protozoa/jam. Jumlah ini akan setara dengan 2,4-45 persen bakteri bila konsentrasi protozoa mencapai 106/ml isi rumen domba. Jenis Entodinium dan protozoa besar lebih selektif dalam memangsa bakteri dan lebih menyukai aneka spesies bakteri. Sementara itu spesies Entodinia memangsa bakteri selulolitik jauh lebih cepat daripada bakteri jenis lainnya. Kondisi optimal terjadinya predasi adalah pH rumen sekitar 6,0 dan akan menurun apabila pH lebih tinggi atau lebih rendah dari 6,0.
c. Interaksi Antara Bakteri-Jamur dan Protozoa
Populasi jamur rumen (zoospores) telah dilaporkan meningkat setelah defaunasi (menghilangkan protozoa dari rumen). Sebagai akibat meningkatnya populasi jamur rumen setelah proses defaunasi, daya cerna serat kasar akan meningkat secara nyata 6 - 10 unit/24 jam. Disamping itu jumlah bakteri juga meningkat apabila protozoa dihilangkan dari rumen sehingga pada kondisi pakan dengan kandungan protein rendah tapi kandungan enersi tinggi, diperoleh kenaikan produksi wool serta bobot badan.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Mikroba rumen adalah organisme yang hidup dalam rumen ternak ruminansia (sapi, kerbau, kambing, domba dll) yang berperan penting dalam pendegra-dasian polisakarida pada dinding sel tanaman serta serat kasar.
2. 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.
3. Interaksi yang terjadi antar mikroba rumen dapat merugikan ternak inang karena sangat berpengaruh dengan nutrisi pakan dan tingkat konsumsi pakan pada ternak inang.
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberadaan mikroba rumen adalah suhu, keasaman rumen, tingkat konsumsi pakan, nutrisi pakan, jumlah pemberian pakan dll.
5. Terjadi interaksi anatara mikroba dalam rumen ada tiga yaitu: - Interaksi antar bakteri
- Interaksi antara protozoa-bakteri
- Interaksi antara bakteri-amur dan protozoa
3.2 Saran
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. 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. Jakober, M. Qi, K. D. dan T.A. McAllister. 2009. Rumen Microbiology. Animal
and Plant Productivity Lethbridge Research Centre Canada. Canada.
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.
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 08 Mei 2015.
Suwandi. 1997. Peranan Mikroba Rumen Pada Ternak Ruminansia. Lokakarya Fungsional Non-Peneliti.
