EFEKTIVITAS SUBSTITUSI KONSENTRAT DENGAN DAUN MURBEI PADA PAKAN BERBASIS
JERAMI PADI SECARA IN VITRO
SKRIPSI
OCTAVIANI NILA PERMATA SARI
PROGRAM STUDI ILMU NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
RINGKASAN
Octaviani Nila Permata Sari. D24104008. 2008. Efektivitas Substitusi Konsentrat dengan Daun Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi Secara In Vitro.
Skripsi. Program Studi Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Pembimbing Utama : Dr. Ir. Komang G. Wiryawan Pembimbing Anggota : Ir. Syahriani Syahrir, M.Si.
Perkembangan usaha bidang peternakan tidak dapat lepas dari ketersediaan pakan ternak yang berkualitas dan dalam jumlah yang memadai karena pakan mengambil bagian terbesar (70%) dari total biaya produksi. Limbah pertanian khususnya jerami padi memiliki potensi yang cukup besar sebagai sumber pakan ternak ruminansia karena ketersediaannya cukup berlimpah terutama di Indonesia, berkesinambungan, dan dapat menggantikan rumput lapang. Namun, ada beberapa faktor pembatas pemanfaatan jerami padi sebagai pakan yaitu rendahnya kandungan nutrien esensial seperti protein, energi, mineral dan vitamin, serta kecernaannya yang rendah.
Salah satu cara peningkatan fermentabilitas bahan pakan sumber serat antara lain dapat dilakukan dengan menyediakan readily available carbohydrates (RAC) secara seimbang dan berkesinambungan dalam sistem rumen dengan bantuan senyawa yang dapat bertindak sebagai agen lepas lambat RAC yaitu senyawa 1- deoxynojirimycin (DNJ). Senyawa ini ditemukan terdapat pada tanaman murbei sebanyak 0,24% (Oku et.al., 2004). Disamping itu, tanaman murbei mempunyai potensi sebagai pengganti konsentrat karena daun murbei memiliki kandungan protein kasar yang tinggi sebanyak 20,15% (Samsijah, 1992).
Percobaan ini terdiri dari dua tahap. Tahap I bertujuan untuk mengkaji secara in vitro kemampuan tepung daun murbei mensubstitusi konsentrat pakan ternak ruminansia, dan tahap II untuk menguji efektivitas ekstrak daun murbei untuk meningkatkan fermentabilitas pakan sumber serat dalam sistem rumen secara in vitro. Susunan ransum perlakuan pada tahap I sebagai berikut: P0 (50% jerami padi + 50% konsentrat) sebagai kontrol, P1 (50% jerami padi + 37,5 % konsentrat + 12,5 % tepung daun murbei), P2 (50% jerami padi + 25% konsentrat + 25 % tepung daun murbei), P3 (50% jerami padi + 12,5% konsentrat + 37,5% tepung daun murbei), P4 (50 % jerami padi + 50 % tepung daun murbei) dan susunan perlakuan pada tahap II antara lain: Q0 (50 % jerami padi + 50 % konsentrat), Q1 (50% jerami padi + 25%
konsentrat + 25 % tepung daun murbei), Q2 (Q0 + ekstrak daun murbei dengan estimasi kandungan DNJ sebanyak 0,12%).
Pemberian daun murbei sebagai substitusi konsentrat secara in vitro dapat dilakukan pada berbagai level, namun perlakuan P2 dimana daun murbei mensubstitusi konsentrat sampai level 50% pada pakan berbasis jerami padi memberikan respon terbaik dibandingkan perlakuan lainnya. Begitu pula dengan pemberian ekstrak daun murbei dengan estimasi kandungan DNJ sebanyak 0,12%
dapat meningkatkan fermentabilitas pakan sumber serat pada sistem rumen.
Kata-kata kunci: Tepung dan ekstrak daun murbei, jerami padi, fermentasi rumen
ABSTRACT
Effectiveness of Mulberry Leaves as Substitution of Concentrate in Ruminal Systems with Rice Straw-bases Diet
O.N.P. Sari, K.G. Wiryawan, and S. Syahrir
This experiment was conducted in two steps. The first trial was aimed at investigating the capability of Mulberry leaves to substitute the utilization of concentrate as feed for ruminant and the second trial was studied to examine the effectiveness of Mulberry leaf extract in increasing fermentability of fibrous feed in ruminal systems. The treatments used in the first trial were: P0 (50% rice straw + 50% concentrate) as a control, P1 (50% rice straw + 37.5% concentrate + 12.5%
Mulberry leaves), P2 (50% rice straw + 25% concentrate + 25% Mulberry leaves), P3 (50% rice straw + 12.5% concentrate + 37.5% Mulberry leaves), P4 (50% rice straw + 50% Mulberry leaves) and the treatments used in the second trial were: Q0 (50% rice straw + 50% concentrate) as a control, Q1 (the best treatment from the first step), Q2 (Q0 + 0.12% Mulberry leaf extract). This experiment was conducted using randomized block design with four replications. Variable measured were fermentability (NH3 and VFA concentrations), pH, gas production, IVDMD, and IVOMD. Data were analyzed using Analysis of Variance and Duncan Multiple Range Test further tested the significant differences. The experiment showed that treatments significantly (P<0.05) affected VFA concentration, IVDMD, and IVOMD in the first trial and gas production, IVDMD, and IVOMD in the second trial.
However, there were no significant effects on other variables. It is concluded that Mulberry leaves is able to substitute the utilization of concentrate as feed for ruminant and addition of Mulberry leaf extract could increase fermentability of feed as source of fiber in ruminal systems.
Keywords: Mulberry leaves and extracts, rice straw, ruminal fermentation
EFEKTIVITAS SUBSTITUSI KONSENTRAT DENGAN DAUN MURBEI PADA PAKAN BERBASIS
JERAMI PADI SECARA IN VITRO
OCTAVIANI NILA PERMATA SARI D24104008
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada
Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor
PROGRAM STUDI ILMU NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
EFEKTIVITAS SUBSTITUSI KONSENTRAT DENGAN DAUN MURBEI PADA PAKAN BERBASIS
JERAMI PADI SECARA IN VITRO
Oleh
OCTAVIANI NILA PERMATA SARI D24104008
Skripsi ini telah disetujui dan disidangkan di hadapan Komisi Ujian Lisan pada tanggal 21 April 2008
Pembimbing Utama
Dr. Ir. Komang G. Wiryawan NIP. 131 671 601
Pembimbing Anggota
Ir. Syahriani Syahrir, M.Si.
NIP. 131 902 623 Dekan
Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Luki Abdullah, MSc. Agr NIP. 131 955 31
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 11 Juli 1987 di Bogor, Jawa Barat. Penulis adalah anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Ngadiono dan Betty Jel Begia.
Pendidikan penulis dimulai dari memasuki pendidikan Taman Kanak-kanak Cupu Wirada pada tahun 1991, kemudian melanjutkan ke jenjang sekolah dasar di SD Negeri Curug II Depok hingga tahun 1998, pendidikan lanjutan menengah pertama diselesaikan pada tahun 2001 di SLTP Negeri 7 Depok dan pendidikan lanjutan menegah atas diselesaikan pada tahun 2004 di SMA Negeri 1 Tilatang Kamang Bukittinggi. Pada tahun yang sama, penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak, Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama mengikuti pendidikan, penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Nutrisi dan Makanan Ternak (HIMASITER) periode 2004-2005 pada biro kewirausahaan, 2005-2006 pada biro khusus magang, dan 2006-2007 pada departemen nutrisi dan teknologi pakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor, pernah mengikuti program magang di Taman Margasatwa Ragunan dan menjadi mahasiswa berprestasi Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan 2006/2007 dan 2007/2008.
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan pada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, ridho, dan karunia-Nya. Bersama dengan itu juga salawat serta salam selalu terucap kepada junjungan kita, Nabi Muhammad SAW, keluarga serta sahabatnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan judul
“Efektivitas Substitusi Konsentrat dengan Daun Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi Secara In Vitro”.
Skripsi ini disusun berdasarkan penelitian yang telah dilakukan penulis pada bulan Juli sampai Oktober 2007 di Laboratorium Biologi Hewan Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi Institut Pertanian Bogor. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan pada Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Penulisan skripsi ini bertujuan untuk mengkaji secara in vitro kemampuan daun murbei mensubstitusi konsentrat pakan ternak ruminansia, serta menguji efektivitas ekstrak daun murbei untuk meningkatkan fermentabilitas pakan sumber serat dalam sistem rumen. Penyusunan skripsi ini berdasarkan pada hasil penelitian yang dilakukan penulis di Laboratorium Biologi Hewan Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi Institut Pertanian Bogor dari bulan Juli – Oktober 2007.
Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya
Bogor, April 2008
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
RINGKASAN ... ii
ABSTRACT ... iii
RIWAYAT HIDUP ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan ... 2
TINJAUAN PUSTAKA ... 3
Murbei (Morus sp.) ... 3
1-Deoxynojirimycin ... 5
Jerami Padi ... 6
Pencernaan Zat Makanan di dalam Rumen ... 7
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik ... 8
Produksi Volatile Fatty Acids (VFA) ... 9
Konsentrasi Amonia (N-NH3) ... METO HASIL ... 22
pada Pa ... 10 Produksi Gas ... 10
DE ... 12
Lokasi dan Waktu ... 12
Materi ... 12
Metode ... 13
Uji Fermentabilitas pakan secara in vitro ... 13
Ekstraksi Daun Murbei ... 16
Analisa Proksimat ... 16
Peubah yang Diamati ... 20
Rancangan Percobaan ... 20
DAN PEMBAHASAN ... 22
Kandungan Nutrisi Daun murbei ... 22
Percobaan Tahap I ... Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat kan Berbasis Jerami Padi ……….. 22
Pengukuran pH ... 23
Produksi VFA Total ... 24
Konsentrasi N-NH3 ... 25
Produksi Gas ... 27
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik ... 28
Percobaan Tahap II ... 29
Berbasi ... AMPIRAN ... 42
Penggunaan Tepung dan Ekstrak Daun Murbei pada Pakan s Jerami Padi ... 29
Pengukuran pH ... 30
Produksi VFA Total ... 30
Konsentrasi N-NH3 ... 31 Produksi Gas ... Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik ...……... 32 33 KESIMPULAN DAN SARAN ... 36
UCAPAN TERIMA KASIH ... 37
DAFTAR PUSTAKA ... 38 L
am
... 12
J
. Pengaruh Perlakuan Terhadap Peubah yang Diamati pada Penambahan
Tepung dan Ekstrak Daun Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi ... 29 DAFTAR TABEL
Nomor Hal an 1. Komposisi Kimia Lima Jenis Daun Murbei ... 4 2. Perbandingan Komposisi Nutrisi Daun Murbei Muda dan Tua ... 5 3. Komposisi Nutrien Jerami Padi ... 7 4. Susunan Bahan baku Konsentrat ...
5. Komposisi Nutrien Tepung dan Ekstrak Daun Murbei Perlakuan ... 22 6. Pengaruh Perlakuan Terhadap Peubah yang Diamati pada Penggunaan
Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis erami Padi ...
23
7
DAFTAR GAMBAR
alam
...
3.
... 24 mi Padi... 26
…...……. 27
... 28
... 30 ... 32
.... 33
dan Ekstrak Daun Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi ... 34 Nomor H an 1. Murbei (Morus sp.) ... 3 2. Struktur Bangun 1-Deoxynojirimycin ...
Konsentrasi VFA pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei
6
sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi ...
4. Grafik Data Hasil N-NH pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun 3 Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jera 5. Laju Produksi Gas pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi dengan Masa Inkubasi selama 48 jam ………
6. Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi. ...…………...
7. Grafik Data Hasil VFA pada Perlakuan pada Perlakuan Tepung dan Ekstrak Daun Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi ...
8. Grafik Data Hasil N-NH pada Perlakuan Tepung dan Ekstrak Daun 3 Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi ...
9. Laju Produksi Gas pada Perlakuan Tepung dan Ekstrak Daun Murbei pada Pakan Berbasis Jerami Padi dengan Masa Inkubasi Selama
48 jam ...………
1
0. Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik pada Perlakuan Tepung
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1. Komposisi Pembuatan Larutan Buffer ... 42
2. Tanaman Murbei untuk Sutera Alam Lima Tahun Terakhir ... 43
3. Hasil Anova dan Uji Lanjut Percobaan Tahap I ... 44
4. Hasil Anova dan Uji Lanjut Percobaan Tahap II ... 46
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perkembangan usaha bidang peternakan tidak dapat lepas dari ketersediaan pakan ternak yang berkualitas dan dalam jumlah yang memadai.
Pakan merupakan salah satu penentu keberhasilan dalam manajemen dan pembangunan peternakan karena mengambil bagian terbesar (70%) dari total biaya produksi. Pakan juga merupakan komponen terpenting untuk menunjang budidaya ternak karena berimbas pada peningkatan bobot badan ternak dan performa ternak yang diinginkan. Peningkatan populasi, produksi daging, susu dan telur sebagai hasil ternak pun sangat tergantung dari penyediaan pakan yang baik dan berkualitas. Pakan adalah salah satu sendi penting proses perbaikan populasi dan produktivitas ternak, dan pemanfaatan limbah pertanian secara optimal sebagai bahan pakan adalah pilihan strategis dan bijak.
Limbah pertanian khususnya jerami padi memiliki potensi yang cukup besar sebagai sumber pakan ternak ruminansia di Indonesia karena ketersediaannya cukup berlimpah, berkesinambungan, dan dapat menggantikan rumput lapang. Namun, ada beberapa faktor pembatas pemanfaatan limbah pertanian khususnya jerami padi sebagai pakan yaitu rendahnya kandungan nutrien esensial seperti protein, energi, mineral dan vitamin. Karbohidrat struktural yang mendominasi komposisi nutrien jerami padi juga mengakibatkan kecernaannya rendah. Karena itu, pemanfaatan jerami padi dalam ransum harus diimbangi dengan upaya peningkatan fermentabilitasnya dalam sistem rumen.
Salah satu cara peningkatan fermentabilitas bahan pakan dilakukan dengan menyediakan karbohidrat non-struktural=readily available carbohydrates (RAC) secara seimbang dan berkesinambungan dalam sistem rumen dengan bantuan senyawa yang dapat bertindak sebagai agen lepas lambat RAC. Salah satu senyawa aktif yang diketahui dapat menjadi agen lepas lambat RAC adalah senyawa 1-deoxynojirimycin (DNJ). Senyawa ini ditemukan terdapat pada tanaman murbei sebanyak 0,24% (Oku et.al., 2004). Oleh karena itu, tanaman murbei berpotensi menjadi agen lepas lambat RAC dalam sistem rumen.
Disamping itu, tanaman murbei mempunyai potensi sebagai pengganti konsentrat
karena daun murbei memiliki kandungan protein kasar yang tinggi sebanyak 20,15% (Samsijah, 1992), potensi produksi yang baik, kandungan nutrien yang lengkap, dan daya adaptasi tumbuh yang baik pada berbagai kondisi.
Diperkirakan penggantian konsentrat dengan daun murbei dapat meningkatkan efisiensi produksi dan efisiensi ekonomi, serta menjadi alternatif pakan komplit yang murah, berkualitas, mudah disediakan dan dapat meningkatkan produktivitas ternak.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah mengkaji secara in vitro kemampuan tepung daun murbei mensubstitusi konsentrat pakan ternak ruminansia, serta menguji efektivitas ekstrak daun murbei untuk meningkatkan fermentabilitas pakan sumber serat dalam sistem rumen.
TINJAUAN PUSTAKA
Murbei (Morus sp.)
Murbei termasuk genus Morus dari family Moraceae. Berdasarkan morfologi bunga genus Morus dipilah-pilah menjadi 24 jenis yang kemudian ditambah dengan lima jenis lagi. Murbei pada dasarnya mempunyai bunga kelamin tunggal, meskipun kadang-kadang juga berkelamin rangkap (Atmosoedarjo et al., 2000). Menurut Sunanto (1997) murbei berasal dari Cina yang mempunyai klasifikasi sebagai berikut :
Divisio : Spermatophyta Sub-divisio : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Urticalis Famili : Moreceae Genus : Morus
Species : Morus sp. Gambar 1. Murbei (Morus sp.) Tanaman murbei berbentuk semak (perdu) yang tingginya mencapai 5-6 m, dapat juga berbentuk pohon yang tingginya dapat mencapai 20-25 m. Curah hujan yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman murbei antara 635-2500 mm per tahun dengan suhu optimal antara 24-28 0C, tetapi umumnya tanaman murbei masih dapat tumbuh dengan suhu minimum 13 0C dan suhu maksimum 38 0C dengan kelembaban udara 65-80% (De Almeida dan Fonseca, 2000). Adaptasi tumbuh tanaman murbei relatif baik, karena tanaman ini dapat tumbuh pada lokasi dengan variasi suhu, pH tanah, dan ketinggian dari permukaan laut yang sangat besar. Oleh karena itu, tanaman ini mudah dikembangkan untuk kebutuhan lain, seperti sebagai sumber pakan ternak. Tanaman murbei juga sangat baik digunakan untuk mencegah erosi (Datta et. al., 2000).
Atmosoedarjo et al. (2000) dan Katsumata (1972) menjelaskan bahwa di Indonesia dikenal beberapa spesies murbei yang potensial untuk pakan ulat sutera atau sumber bahan baku pakan ayam, antara lain Morus alba, Morus nigra, Morus multicaulis, Morus australis, Morus cathayana, Morus mierovra, Morus alba var. macrophylla, dan Morus bombycis. Komposisi kimia dari
beberapa jenis daun murbei dapat dilihat pada Tabel 1. Diantara semua jenis tersebut Morus alba merupakan jenis murbei yang banyak digunakan karena kandungan nutrisinya yang baik. Daun murbei memiliki palatabilitas yang cukup tinggi, dapat digunakan sebagai pakan hewan herbivora dan monogastrik serta bahan obat-obatan, selain itu daun murbei tidak teridentifikasi adanya kandungan senyawa antinutrisi.
Tabel 1. Komposisi Kimia Lima Jenis Daun Murbei Jenis Murbei Komposisi
Kimia Morus alba
Morus nigra
Morus multicaulis
Morus cathayana
Morus australis
% BK 13,18* 13,01* - - 11,21*
Air 84,28** 83,17** 77,11** 79,55 83,89**
Protein Kasar 20,15 20,06 15,51 18,53 19,44 Serat Kasar 13,27 16,19 12,55 12,89 12,82 Lemak Kasar 3,62 3,63 3,64 3,69 4,10
Abu 10,58 10,77 10,97 14,84 10,63
Keterangan * = % BK
** = % Berat basah Sumber : Samsijah (1992)
Potensi produksi daun murbei dapat mencapai 10,5-13,5 ton BK/ha/tahun (Datta et. al., 2000). Potensi produksi tersebut lebih tinggi dibanding dengan leguminosa lain seperti gamal (Gliricidia sepium) dengan potensi produksi sebesar 7-9 ton BK/ha/tahun (Horne et al., 1994) dan lamtoro mini (Desmanthus virgatus) dengan potensi produksi sebesar 7-8 ton BK/ha/tahun (Suyadi et al., 1989). Luas areal tanaman murbei di Indonesia pada tahun 2004 mencapai 9.492,45 Ha (Dirjen Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial, 2005). Luasan tersebut dapat memproduksi daun murbei sebanyak 128.148,1 ton BK/tahun.
Meskipun produksi daun murbei cukup tinggi, fokus pemanfaatan tanaman ini hanya untuk pakan ulat sutra. Data produksi daun murbei seluruh Indonesia dapat dilihat pada Lampiran 2.
Kandungan protein kasar daun murbei sebesar 20,4% merupakan salah satu indikator kualitas daun murbei yang baik. Pada daun murbei juga teridentifikasi adanya kandungan asam askorbat, karoten, vitamin B1, asam folat,
provitamin D, mineral Mg, P, K, Ca, Al, Fe dan Si. Protein daun murbei meliputi globulin, prolamin, dan albumin, sedangkan asam-asam aminonya meliputi methionin, alanin, valin, leusin, isoleusin, lisin, asam aspartat, glisin, arginin, asam glutamat, fenilalanin, prolin, oksiprolin, tirosin, histidin, sistin serta GABA (gamma-aminobutyric acid) (Machii et al. 2000). GABA mempunyai fungsi sebagai agen untuk menurunkan tekanan darah pada manusia dan transmisi impuls saraf (Machii, 2000). Ekastuti (1996) menyatakan bahwa kandungan mineral dan kalsium antara Morus alba, Morus cathayana, dan Morus multicaulis tidak jauh berbeda seperti yang terlihat pada Tabel 2. Umumnya kandungan kalsium daun muda lebih rendah daripada daun tua, sedangkan kandungan pospor daun muda relatif lebih besar daripada daun tua. Kandungan asam amino pada daun tua dan muda mirip dengan jumlah glutamat, aspartat, leusin, dan tronin terbanyak.
Tabel 2. Perbandingan Komposisi Nutrisi Daun Murbei Muda dan Tua per Persen Bahan Kering
Jenis Daun Kadar Air (%)
PK (%)
LK (%)
SK (%)
BETN (%)
Abu (%)
Energi (Kal/g) Morus alba
• Daun muda
• Daun tua
69,89 69,50
22,59 22,10
4,10 6,09
10,21 10,57
53,26 46,81
9,83 14,43
4522 4241 Morus cathayana
• Daun muda
• Daun tua
73,69 70,78
19,09 16,39
3,71 5,46
8,45 16,80
59,53 47,61
9,22 14,08
4408 4248 Morus multicaulis
• Daun muda
• Daun tua
74,64 75,13
21,99 19,66
3,70 5,09
12,56 16,86
51,85 44,32
9,9 14,05
4519 3541 Ket : PK = Protein Kasar, LK = Lemak Kasar, SK =Serat Kasar, BETN = Bahan Ekstrak
Tanpa N Sumber : Ekastuti (1996)
1-Deoxynojirimycins
Pertama kali deoxynojirimycins diisolasi dari akar tanaman murbei pada tahun 1976 dan diberi nama moroline. Senyawa ini ditemukan terdapat pada tanaman murbei sebanyak 0,24% (Oku et.al., 2006) dan DNJ diketahui dapat
menekan kadar glukosa darah, sehingga dapat mencegah diabetes (Kimura et al., 2004). Senyawa deoxynojirimycins (DNJ) merupakan kumpulan stereokimia dari monosakarida yang memiliki potensi menghambat ceramid glukosyltransferase dan (α, β) glukosidase secara spesifik. Sebagai contoh, N- butyl DNJ digunakan untuk mengurangi sintesa substrat glikolipid (Mellor et al., 2002). Penghambatan kerja enzim α-glukosidase dengan N-butyl DNJ, menyebabkan tidak terjadi interaksi glikoprotein dengan retikulum endoplasmik dan pembentukan glikoprotein antara. Menurut Oku et al. (2006) derivat DNJ berupa D-glukosa mampu menghambat α-glukosidase usus dan α-glukosidase pankreas, sehingga DNJ dapat menghambat pembentukan oligosakarida.
Komponen penghambat tersebut tersebar juga dalam daun dan akar murbei.
Struktur bangun senyawa 1-DNJ dapat dilihat pada Gambar 2.
CH2OH
NH
OH OH
OH
Gambar 2. Struktur Bangun 1-Deoxynojirimycin
Daun murbei (Morus alba, L) telah digunakan sebagai obat tradisional, sebagai anti penyakit diabetes dan anti hyperglycemic. Komponen daun murbei seperti DNJ, α-arylbenzofuran alkaloid mampu menghambat aktivitas α- glukosidase dalam usus kecil dan juga mencegah hidrolisis disakarida (Yatsunami et al., 2003).
Jerami Padi
Jerami padi merupakan salah satu limbah pertanian yang sangat potensial sebagai sumber energi yang dapat dimanfaatkan oleh ternak ruminansia. Menurut Biro Pusat Statistik (2001), luas areal tanaman padi di Indonesia pada tahun 2000 diperkirakan mencapai 11.413.784 hektar dengan produksi padi sebanyak
50.080.787 ton dan luas areal tanaman terbesar adalah di Pulau Jawa yaitu 5.659.751 hektar. Hal ini dapat menghasilkan produk ikutan berupa jerami padi dengan asumsi rasio 1:1 sampai 1:5 sebanyak 50.080.787-250.403.935 ton setiap tahunnya. Penggunaan jerami padi sebagai pakan ternak ruminansia telah umum dilakukan di daerah tropik dan subtropik terutama sebagai makanan ternak pada musim kemarau. Menurut Sutardi (1980), jerami padi sebagai makanan ternak masih terbatas pemanfaatannya karena hanya berperan sebagai bulk serta menggantikan tidak lebih dari 25% kebutuhan ternak akan rumput.
Jerami padi mempunyai nilai nutrisi yang rendah karena daya cernanya hanya 20,97% untuk nilai kecernaan bahan kering (KCBK) dan 20,1% untuk kecernaan bahan organik (KCBO) (Selly, 1994). Rendahnya kecernaan bahan kering jerami padi disebabkan oleh tingginya kadar serat kasar seperti terlihat pada Tabel 3. Selain itu, jerami padi juga mengandung silika yang tinggi dimana terikat dengan gugus organik. Pertambahan satu persen silika dalam pakan hijauan dapat menurunkan KCBO sebanyak satu persen dan KCBK sebanyak empat persen (Cherney, 2000).
Tabel 3. Komposisi Nutrien Jerami Padi
Komponen Selly (1994) Doyle et al. (1986) Laconi (1992) Baham kering (%) 89,41 100 100 Bahan organik (%) 78,96 - 78,27
Abu (%) - 11-25 21,73
Protein kasar (%) 7,72 1,7-8,6 6,63 Serat kasar (%) - 28,79 30,80
Lignin (%) 3,53 4-8 3,53
Hemiselulosa (%) - 13-29 -
Selulosa (%) - 35-49 -
Silika (%) 18,32 5-23 18,32
Pencernaan Zat Makanan di dalam Rumen
Ternak ruminansia seperti kerbau, sapi, domba, kambing, unta, dan illama dapat memanfaatkan hijauan dalam jumlah banyak secara baik. Hal ini dikarenakan ternak ruminansia memiliki saluran pencernaan yang kompleks yang
mampu mencerna hijauan (Williamson dan Payne, 1993). Ruminansia mempunyai lambung-lambung yang besar, yaitu abomasum dan lambung muka yang membesar membentuk tiga ruangan antara lain rumen, retikulum, dan omasum (Arora, 1995).
Rumen merupakan bagian terbesar pada saluran pencernaan ruminansia.
Didalam rumen dan retikulum terdapat mikroba dan merupakan alat pencernaan fermentatif dengan kondisi anaerob, suhu 39 0C, dan pH 6-7 (Sutardi, 1977).
Bakteri merupakan penghuni terbesar dalam rumen yang kepadatannya mencapai 1010-1012/ml cairan rumen, dan diikuti protozoa dengan kepadatan 105-106/ml cairan rumen (Ogimoto dan Imai, 1985). Pencernaan yang terjadi adalah pencernaan fermentatif yang merupakan perubahan senyawa-senyawa tertentu menjadi senyawa lain yang sama sekali berbeda dengan molekul zat makanan asalnya.
Adanya bakteri dan protozoa yang hidup dalam rumen menyebabkan ruminansia dapat mencerna serat kasar tinggi dan Non-Protein Nitrogen (NPN).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk mendukung kelangsungan proses fermentasi pakan dalam rumen antara lain kondisi rumen mendekati anaerob, pH diusahakan 6,6-7,0 dengan saliva sebagai larutan penyangga, kontraksi rumen menambah kontak antara enzim dengan makanan, laju pengosongan rumen yang diatur agar selalu terisi walaupun ternak menderita lapar dalam waktu yang lama, serta suhu rumen yang konstan (Sutardi, 1977).
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik
McDonald et al. (2002) menyatakan bahwa kecernaan suatu pakan sangat tepat didefinisikan sebagai bagian dari pakan yang tidak dieksresikan di dalam feses dan oleh karena itu diasumsikan bagian tersebut diserap oleh hewan.
Kecernaan dapat diukur dengan teknik fermentasi in vitro dan biasanya dinyatakan dalam bentuk persentase bahan kering (Perry et al., 2003). Kecernaan pakan pada ternak ruminansia dipengaruhi oleh spesies hewan, bentuk fisik makanan, variasi antar individu, jumlah makanan yang diberikan, komposisi bahan makanan, kemampuan ransum yang dapat digunakan oleh mikroba, dan suhu lingkungan (Ensminger dan Olentine, 1979). Disamping itu, McDonald et
al. (2002) menambahkan beberapa faktor lain yang mempengaruhi kecernaan pakan khususnya hijauan diantaranya bagian total pakan yang dapat larut, tingkat lignifikasi, kadar protein ransum dan komposisi bahan kimia pakan. Bahan pakan yang mengandung serat kasar tinggi akan menurunkan nilai kecernaan zat-zat makanan lainnya karena untuk mencerna serat kasar diperlukan banyak energi.
Derajat keasaman cairan rumen merupakan faktor yang penting dalam pemanfatan bahan organik oleh hewan ruminansia. Faktor struktur makanan, ruminasi, produk saliva, dan pH optimum mempengaruhi degradasi makanan di dalam saluran pencernaan. Konsentrasi amonia di dalam cairan rumen turut menentukan sintesa protein mikroba yang pada gilirannya akan mempengaruhi hasil fermentasi bahan organik pakan.
Produksi Volatile Fatty Acids (VFA)
Volatile Fatty Acid (VFA) yang biasa disebut asam lemak terbang merupakan salah satu produk fermentasi karbohidrat di dalam rumen yang menjadi sumber energi utama bagi ternak ruminansia. Konsentrasi VFA pada cairan rumen dapat digunakan sebagai salah satu tolok ukur fermentabilitas pakan dan sangat erat kaitannya dengan aktifitas mikroba rumen (Parakkasi, 1999).
Lebih kurang 60-75% dari ransum yang diberikan pada ternak terdiri dari karbohidrat. Karbohidrat yang masuk ke dalam rumen akan dihidrolisa menjadi monosakarida, terutama glukosa dengan bantuan enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroba rumen. Kemudian glukosa tersebut akan difermentasi menjadi VFA berupa asetat, propionat, dan butirat serta CH4 dan CO2. VFA ini penting untuk pertumbuhan mikroorganisme yang membantu mencerna serat kasar dalam rumen serta sebagai sumber kerangka karbon bagi pembentukan protein mikroba (Sutardi et al., 1983).
Produksi VFA total yang dihasilkan dalam rumen sangat bervariasi tergantung pada ransum yang dikonsumsi dan lama waktu setelah makan yaitu antara 70-150 mM (McDonald et al., 2002). Kadar VFA yang dibutuhkan untuk menunjang pertumbuhan optimal rumen adalah 80-160 mM (Sutardi, 1979).
Konsentrasi Amonia (N-NH3)
N-NH3 merupakan hasil perombakan protein menjadi peptida dan asam amino oleh mikroba rumen dan hidrolisis urea (Perry et al., 2003). Menurut Sutardi (1980), NH3 sangat penting dalam proses pencernaan ternak ruminansia karena NH3 merupakan sumber nitrogen untuk pembentukan protein sel dari mikroba rumen. Sebagian besar mikroba rumen (82%) menggunakan NH3 untuk prolifikasi diri, terutama dalam proses sintesis tubuhnya. Untuk menjamin ketersediaan NH3, mikroba rumen cenderung merombak protein dan menghasilkan NH3, CO2, dan asam lemak terbang (VFA).
Pengukuran konsentrasi NH3 secara in-vitro dapat digunakan untuk mengestimasi degradasi protein dan penggunaannya oleh mikroba. Faktor utama yang mempengaruhi konsentrasi NH3 adalah ketersediaan karbohidrat dalam ransum sebagai sumber energi untuk pembentukan protein mikroba. Agar NH3
dapat dimanfaatkan oleh mikroba, penggunaanya perlu disertai sumber energi yang mudah difermentasi seperti tetes, pati, glukosa, fruktosa, dan sukrosa (Sutardi, 1977). Adanya karbohidrat yang mudah dicerna memungkinkan mikroba mendapatkan energi yang lebih banyak untuk membentuk protein tubuh.
Menurut Ørskov (1982), produksi NH3 tergantung pada kelarutan protein ransum, jumlah protein ransum, lamanya makanan di dalam rumen, dan pH rumen.
Konsentrasi NH3 yang optimum untuk menunjang sintesis protein mikroba dalam cairan rumen sangat bervariasi, berkisar antara 85-300 mg/l atau 6-21 mM (McDonald et al., 2002).
Produksi Gas
Teknik pengukuran produksi gas bertujuan untuk mengukur kecepatan produksi gas hasil fermentasi yang dapat digunakan untuk memprediksi kecepatan degradasi bahan pakan, dimana diasumsikan bahwa jumlah gas yang diproduksi mencerminkan jumlah bahan pakan yang telah terdegradasi (Lopez et al., 2000). Disamping itu Liu et al. (2002) menambahkan pengukuran produksi gas dapat menjadi sebuah indikator yang baik dari produksi VFA, namun tidak selalu memberikan hubungan yang positif terhadap produksi biomassa mikroba.
Proses pencernaan karbohidrat oleh ruminansia melalui tahap fermentasi oleh mikroba di dalam rumen. Hasil fermentasi di dalam rumen menghasilkan gas yang keadaannya dalam kesetimbangan dengan keberadaan asam asetat, propionat, butirat, CO2, dan CH4. Adanya kesetimbangan produksi gas memungkinkan pendugaan produksi gas dari proses fermentasi pakan dalam rumen. Hasil pada metode ini diperoleh berdasarkan produksi CO2 dan CH4 yang berasal dari proses fermentasi pakan dalam cairan rumen. Pakan yang berbeda akan menunjukan jumlah produksi gas yang berbeda pada selang waktu fermentasi yang sama (Shofield, 2000).
Bahan pakan tercerna akan diubah oleh mikroba rumen menjadi VFA dan protein mikroba dengan meningkatnya pertumbuhan sehingga peningkatan bahan pakan terdegradasi akan meningkatkan produksi gas. Hasil samping fermentasi bahan tercerna adalah CO2 dan CH4 yang berupa gas. Pada teknik produksi gas, CO2 akan dilepaskan dari buffer bikarbonat setiap dihasilkan VFA sehingga peningkatan bahan pakan terdegradasi akan meningkatkan gas yang dilepaskan (Kurniawati, 2007).
METODE
Lokasi dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biologi Hewan Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi Institut Pertanian Bogor dari bulan Juli – Oktober 2007.
Materi Bahan
Bahan yang digunakan sebagai perlakuan berupa ransum yang terdiri atas jerami padi, konsentrat, tepung daun murbei, dan ekstrak daun murbei.
Konsentrat disusun dengan kandungan protein kasar sebesar 18,43% (sama dengan kandungan protein tepung daun murbei yang akan digunakan dalam perlakuan), TDN sebesar 72% dan kandungan Ca dan P berturut-turut sebesar 1,438% dan 0,822%.
Tabel 4. Susunan Bahan baku Konsentrat
Bahan Jumlah (%)
Jagung Kuning 17,5 Bungkil Kelapa 53
Dedak Padi 26,5
Urea 2 Garam 0,5
Cattle mix 0,5
Total 100%
Bahan kimia yang digunakan untuk analisis NH3, VFA, produksi gas, serta degradasi bahan kering dan organik dalam penelitian ini adalah larutan buffer yang merupakan campuran dari larutan mineral mikro (CaCl2.2H2O, MnCl2.4H2O, CoCl2.6H2O, dan FeCl2.6H2O), larutan penyangga rumen (NH4HCO3 dan NaHCO3), larutan mineral makro (Na2HPO4, KH2PO4, dan MgSO4.7H2O), larutan Rezasurin 0,1% (w/v), larutan pereduksi (NaOH 1 N, Na2S.9H2O) dan trypticase. Kemudian ethanol 50%, gas CO2, sodium
nitroferricianida, phenol, sodium hidroksida, Na2HPO4.7H2O, Baycline, amonium sulfat, larutan H2SO4 15%, larutan NaOH 0,5%, larutan HCl 0,5 N dan aquadest.
Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah antara lain: tabung fermentor, shaker water bath, pipet, bulp, pompa, ember, saringan, evaporator, freezer, termometer, timbangan digital, hot plate, mikroburet, tabung destilasi, magnetik stirer, tabung gas, pH meter, pompa vakum, oven 105 0C, tanur, panci presto, sentrifuse, cawan porselen, eksikator, timbangan, tissue, kain kasa, labu Erlenmeyer, labu ukur, botol gelas gelap, botol polyethylene gelap, sarung tangan dan termos untuk pengambilan cairan rumen.
Metode
Uji Fermentabilitas Pakan Secara in vitro
Uji ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan tepung daun murbei mensubstitusi konsentrat, serta efektivitas ekstrak daun murbei untuk meningkatkan fermentabilitas pakan sumber serat dalam sistem rumen. Aktifitas fermentasi diukur dari kadar NH3, produksi VFA total, pH, dan produksi gas yang dihasilkan.
Pencernaan Fermentatif (Anaerob)
Satu gram sampel yang telah digiling dimasukkan ke dalam tabung fermentor polypropilene yang berkapasitas 120 ml. Selanjutnya ditambahkan 50 ml campuran cairan rumen dan larutan buffer yang memiliki kisaran pH 6,5 – 6,8 (komposisi larutan buffer dapat dilihat pada Lampiran 1.) dengan perbandingan 1:4 ke dalam tabung yang berisi sampel.
Sebelum ditutup dengan sumbat karet berventilasi, dialirkan gas CO2 ke dalam tabung fermentor selama 30 detik kemudian diinkubasi dalam penangas air yang bergoyang (shaker waterbath) pada suhu 39 0C dan difermentasikan selama 4 jam untuk menganalisis NH3 dan VFA dan 48 jam untuk analisa kecernaan (fermentasi dihentikan dengan cara meletakkan cairan hasil fermentasi ke dalam freezer). Setelah 4 jam dan 48 jam, sumbat karet tabung fermentor
dibuka, selanjutnya tabung fermentor tersebut disentrifuse pada kecepatan 3000 rpm selama 10 menit. Setelah disentrifuse supernatannya ditampung dalam botol film untuk dianalisa NH3 dan VFA, sedangkan untuk analisis kecernaan, supernatan dibuang dan endapannya diambil untuk dianalisis. Setelah endapan diperoleh, campuran tersebut disaring dengan kertas saring Whatman no.41 menggunakan pipa vakum untuk mendapatkan residunya.
Hasil residu tersebut dimasukkan ke dalam cawan porselen untuk diuapkan kandungan air menggunakan oven suhu 105 0C selama 24 jam sehingga diperoleh bahan kering. Setelah 24 jam, bahan dalam cawan porselen dimasukan ke dalam tanur pada suhu 600 0C selama 3 jam untuk diperoleh bahan organiknya. Sebagai blanko, dipakai residu asal fermentasi tanpa bahan makanan, sedangkan bahan asal adalah bahan pakan percobaan yang diberikan perlakuan sama, tetapi tidak difermentasikan. Bahan ditimbang sebanyak satu gram kemudian langsung dimasukkan ke dalam oven dan tanur (Close dan Menke, 1986). Koefisien degradasi bahan kering dan organik dihitung sebagai berikut :
Persentase Kecernaan BK = BK asal – (BK residu – BK blanko) x 100%
BK asal
Persentase Kecernaan BO = BO asal – (BO residu – BO blanko) x 100%
BO asal
Pengukuran Produksi Gas
Pengukuran produksi gas dilakukan dengan cara memasukkan 0,2 gram sampel ke dalam spoite 50 ml, kemudian tambahkan 30 ml cairan rumen yang telah dicampur dengan larutan buffer dengan perbandingan 1:2. Pengamatan dilakukan setiap 2 jam, 4 jam, 8 jam, 12 jam, 24 jam dan 48 jam dengan mencatat volume gas yang terbentuk selama proses fermentasi. Bila diperlukan dapat dilakukan pengosongan ruang udara kembali (reflushing) (Close dan Menke, 1986).
Pengukuran Konsentrasi NH3 (Phenol Hypoclorite Assay)
Pembuatan Reagen Phenol. Reagen Phenol dibuat dengan cara 5 gram sodium nitroferricianida dilarutkan dalam 0,5 liter aquades. Kemudian ditambahkan 11
ml (90% w/v) larutan phenol lalu diaduk perlahan dan ditambahkan aquades sampai volume larutan mencapai 1 liter dan diletakkan dalam botol gelas gelap.
Pembuatan Reagen Hypochlorite. Reagen Hypochlorite dibuat dengan cara 0,15 gram sodium hidroksida dalam 2 liter aquades kemudian ditambahkan 113,6 gram disodium pospat heptathidrat (Na2HPO4.7H2O) ke dalam larutan sambil diaduk dan dipanaskan. Setelah didinginkan, kemudian ditambahkan 150 ml pemutih komersial Baycline (5,25% Sodium hypochlorite) dan diaduk rata.
Lalu ditambahkan aquades sampai volume larutan mencapai 3 liter dan larutan diletakkan dalam botol polyethylene yang terlindung dari cahaya.
Pembuatan Standar Larutan Amonium. Pembuatan stok larutan Amonium 100 mM dengan cara melarutkan 0,6607 gram amonium sulfat ke dalam 100 ml HCl 1 N. Sebelum digunakan, amonium sulfat dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven 100 0C selama semalam. Kemudian untuk mendapatkan standar digunakan 1, 2, 4, 6 dan 8 mM yang dibuat dengan pengenceran larutan stok amonium yang telah dibuat sebelumnya.
Pengukuran konsentrasi NH3. Hal ini dilakukan dengan menggunakan Phenol Hypochlorite assay yang dilakukan dengan cara 0,05 ml (50 μl) sampel atau larutan standar dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 2,5 ml reagen Phenol dan 2 ml reagen Hypochlorite diaduk merata. Setelah itu, tabung reaksi ditempatkan ke dalam penangas air dengan suhu 95 0C selama 5 menit lalu didinginkan. Untuk pembacaan dilakukan menggunakan spektrofotometer pada λ = 630 nm. Penghitungan kadar amoniak yang terkandung dengan memasukan hasil pembacaan pada spektrofotometer ke dalam persamaan yang didapat dari pembacaan kurva standar larutan amonium.
Pengukuran Konsentrasi VFA
Konsentrasi VFA diukur menggunakan teknik destilasi uap (Steam destilation) (General Laboratory Prosedure, 1966). Lima mililiter supernatan (berasal dari tabung yang sama dengan supernatan untuk anlisa NH3) dimasukkan ke dalam tabung destilasi, kemudian ditambahkan satu ml H2SO4
15%. Dinding tabung dibilas dengan aquadest dan secepatnya ditutup dengan sumbat karet yang telah dihubungkan dengan pipa destilasi berdiameter ± 0,5
cm. Kemudian ujung pipa yang lain dihubungkan dengan alat pendingin Laibig.
Tabung destilasi dimasukkan ke dalam labu didih yang telah berisi air mendidih tanpa menyentuh permukaan air tersebut.
Hasil destilasi ditampung dengan labu erlenmeyer 500 ml yang telah diisi 5 ml NaOH 0,5 N. Proses destilasi selesai pada saat jumlah destilat yang ditampung mencapai 300 ml. Destilat yang tertampung ditambah indikator phenophtalein (PP) sebanyak 2-3 tetes, lalu dititrasi dengan HCl 0,5 N sampai terjadi perubahan dari warna merah jambu menjadi tidak berwarna (bening).
Konsentrasi VFA total diukur dengan rumus : VFA total = (a-b) x N HCl x 1000/5 ml Keterangan: a : Volume titran blanko
b : Volume titran sampel
Ekstraksi Daun Murbei
Kebutuhan ekstrak Daun Murbei diperoleh dengan melakukan ekstraksi daun murbei yang mengikuti metode Oku et. al. (2006) sebagai berikut: 5 kg tepung daun murbei halus dimasukkan ke dalam ember berkapasitas 60 liter.
Kemudian ditambahkan ethanol 50% sedikit demi sedikit sambil diaduk sampai ethanol yang ditambahkan mencapai 25 liter. Ember lalu ditutup rapat dan didiamkan dalam suhu kamar selama 24 jam. Setiap jam dilakukan penggoyangan lima menit. Pada akhir masrasi dilakukan penyaringan berlapis.
Supernatan disisihkan dan ampas dimasrasi ulang (masrasi II) dengan prosedur yang sama seperti masrasi I. Seluruh supernatan yang dihasilkan selanjutnya dimasukkan ke evaporator untuk menghilangkan pelarut ethanolnya. Hasil ekstraksi daun murbei siap digunakan atau disimpan didalam freezer.
Analisa Proksimat Kadar Air
Terlebih dahulu botol timbang dikeringkan kira-kira 1 jam dalam alat pengering pada suhu 105 0C, sesudah itu didinginkan dalam eksikator, lalu ditimbang (x). Sejumlah contoh tertentu ditimbang dengan teliti kira-kira 5 gram sebagai (y) dan kemudian dimasukkan ke dalam botol timbang, lalu botol
timbang dan sampel yang berada didalamnya dimasukan dalam alat pengering selama 4-6 jam pada suhu 105 0C. Selanjutnya didinginkan dalam eksikator, lalu ditimbang. Pekerjaan ini diulangi sampai 3 kali sampai berat konstan (z).
Penentuan kadar air dengan mempergunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air = ( x + y – z ) x 100%
y
Dengan demikian kadar bahan kering bahan juga dapat diketahui dengan mempergunakan rumus sebagai berikut:
Bahan kering (BK) = (100 – Kadar air) %
Kadar Abu
Terlebih dahulu cawan porselen dikeringkan dalam oven dengan suhu 105 0C selama beberapa jam. Kemudian didinginkan dengan memasukan cawan tersebut ke dalam eksikator dan ditimbang (x). Sejumlah contoh tertera dengan berat kira-kira 5 gram sebagai (y) dimasukkan ke dalam cawan porselen. Contoh tersebut dipijarkan di atas nyala api pembakar bunsen sampai tidak berasap lagi, kemudian dimasukan ke dalam tanur listrik dengan suhu 400-600 0C. Sesudah abu menjadi buih seluruhnya diangkat dan didinginkan dengan cara memasukannya ke dalam eksikator. Setelah kira-kira 1 jam ditimbang kembali dengan berat (z). Penentuan kadar abu dengan mempergunakan rumus sebagai berikut :
Kadar Abu = ( z – x ) x 100%
y
Dengan demikian kadar bahan organik dapat diketahui dengan cara sebagai berikut :
Bahan Organik (BO) = {Bahan Kering (BK) – Abu} %
Kadar Protein Kasar
Prinsip yang digunakan adalah mengukur kadar nitrogen yang terdapat dalam contoh bahan dengan menggunakan metode makro Kjedahl yang terdiri dari tahap destruksi, tahap destilasi, dan tahap titrasi.
Pada tahap destruksi pertama kali ditimbang contoh bahan dengan teliti kira-kira 0,1 gram (x), kemudian dimasukkan ke dalam labu destruksi dan
ditambahkan kira-kira 1 sendok kecil katalis campuran selen serta 5 ml H2SO4
pekat teknis secara homogen. Campuran tersebut dipanaskan dengan alat destruksi mula-mula pada posisi ”low” kira-kira 10 menit, kemudian pada posisi
”medium” selama 5 menit dan pada posisi ”high” sampai larutan menjadi jernih dan berwarna hijau kekuningan, proses ini berlangsung di dalam ruang asam.
Setelah itu pada tahap destilasi, labu destruksi didinginkan dan larutan tersebut dimasukkan ke dalam labu penyuling dan diencerkan dengan 300 ml air yang tidak mengandung N.
Tambahkan beberapa butir batu didih dan larutan dijadikan basa dengan menambahkan kira-kira 100 ml NaOH 33%, kemudian labu penyuling dipasang dengan cepat diatas alat penyuling. Proses penyulingan ini diteruskan hingga semua R (residu) tertangkap oleh H2SO4 yang ada di dalam labu Erlenmeyer atau bila 2/3 dari cairan dalam labu penyuling telah menyerap. Selanjutnya pada tahap titrasi, labu Erlenmeyer yang berisi sulingan tadi diambil dan kelebihan H2SO4 dititrasi kembali dengan menggunakan larutan NaOH 0,3 N. Proses titrasi berhenti setelah terjadi perubahan warna dari biru kehijauan yang menandakan titik akhir titrasi. Volume NaOH dicatat sebagai z ml. Kemudian dibandingkan dengan titar blanko dalam y ml. Penentuan kadar protein kasar sebagai berikut :
Protein Kasar = (y – z) x titar NaOH x 14 x 6,25 x 100%
Berat sampel (x)
Kadar Lemak Kasar
Prinsip ekstraksi lemak dengan menggunakan pelarut organik. Metode ini dikenal dengan metode Sochlet.
Pertama kali sebuah labu lemak dengan beberapa butir batu didih didalamnya, kemudian keringkan dalam oven pada suhu 105-110 0C selama 1 jam. Kemudian didinginkan dalam eksikator selama 1 jam dan ditimbang sebagai x gram. Selanjutnya timbanglah contoh kira-kira 1 gram atau a gram dengan catatan jumlah contoh juga tergantung dengan kadar lemak bahan. Contoh tersebut dimasukan ke dalam selongsong yang terbuat dari kertas saring dan ditutup dengan kapas yang bebas lemak. Selongsong tersebut kemudian dimasukan ke dalam alat FATEX-S dan ditambahkan larutan petroleum ether sebagai larutan pengekstrak. Suhu FATEX-S diatur pada suhu 60 0C selama 25
menit, lau dilakukanlah proses ekstraksi sampai alat berbunyi. Setelah itu turunkan larutan petroleum ether bersama lemak yang telah larut dan lakukan proses evaporasi dengan merubah suhu menjadi 105 0C sampai alat FATEX-S berbunyi. Proses ini dilakukan sebanyak dua kali proses ekstraksi dan evaporasi.
Selanjutnya labu lemak dikeringkan dalam alat pengering oven dengan suhu 105
0C selama kira-kira 1 jam. Setelah itu didinginkan di dalam eksikator selama 1 jam dan ditimbang kembali dengan berat b gram. Penentuan kadar lemak kasar sebagai berikut :
Kadar lemak kasar = ( b – a ) x 100%
x
Kadar Serat Kasar
Prinsip yang digunakan untuk menganalisa kadar serat kasar adalah semua organik yang tidak dapat larut dalam H2SO4 0,3 N dan NaOH 1,5 N yang berturut-turut dimasak selama 30 menit.
Pertama contoh ditimbang kira-kira 1 gram (x) dan dimasukan ke dalam gelas piala 500 ml. Setelah itu tambahkan 60 ml H2SO4 0,3 N dan dimasak hingga mendidih selama 30 menit. Kemudian ditambahkan juga 25 ml NaOH 1,5 N dan didihkan kembali selama 30 menit kedua. Waktu pendidihan harus diperhatikan agar api tidak terlalu besar dan cairan tidak meluap dan tumpah.
Selanjutnya timbanglah kertas saring (a) gram dan saringlah cairan tersebut menggunakan kertas saring yang telah ditimbang sebelumnya.
Penyaringan menggunakan corong Buncher dan proses penyaringan berturut-turut dicuci dengan 50 ml air panas, 50 ml H2SO4 0,3 N, 50 ml air panas, dan terakhir menggunakan 25 ml aceton. Setelah itu kertas saring dan isinya dimasukan kedalam cawan porselen dan dikeringkan didalam oven pada suhu 105 0C. Kemudian dinginkan dalam eksikator selama 1 jam dan timbanglah sebagai (y) gram. Selanjutnya dipijarkan di dalam tanur sampai menjadi putih dan dinginkan kembali serta timbanglah sebagai (z) gram. Penentuan kadar serat kasar menggunakan rumus sebagai berikut :
Kadar Serat Kasar = (y – z – a) x 100%
x
Peubah yang Diamati
Peubah yang diamati terdiri atas pH, N-NH3, VFA, produksi gas, fermentasi bahan kering, dan fermentasi bahan organik (Close and Menke, 1986). Waktu inkubasi dari tiap perlakuan untuk pengukuran pH, N-NH3 dan VFA diukur pada 4 jam, untuk pengukuran fermentasi bahan kering dan fermentasi bahan organik diukur pada 48 jam, sedangkan untuk pengukuran produksi gas diukur pada 2 jam, 4 jam, 8 jam, 12 jam, 24 jam, dan 48 jam.
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Kelompok dengan pengambilan cairan rumen sebagai kelompok. Percobaan akan dilakukan dalam dua tahap.
Tahap I dilakukan percobaan untuk mengkaji kemampuan tepung daun murbei mensubstitusi konsentrat pakan ternak ruminansia dengan 5 perlakuan 4 kali ulangan yang dilakukan secara duplo, dan pada tahap II disusun untuk mengkaji efektivitas ekstrak daun murbei untuk meningkatkan fermentabilitas dalam sistem rumen dengan 3 perlakuan 4 kali ulangan yang dilakukan secara duplo. Susunan perlakuan substitusi konsentrat dengan tepung daun murbei pada tahap I adalah sebagai berikut :
P0 = 50% jerami padi + 50% konsentrat (kontrol)
P1 = 50% jerami padi + 37,5 % konsentrat + 12,5 % tepung daun murbei P2 = 50% jerami padi + 25% konsentrat + 25 % tepung daun murbei P3 = 50% jerami padi + 12,5% konsentrat + 37,5% tepung daun murbei P4 = 50 % jerami padi + 50 % tepung daun murbei
Perlakuan pada percobaan tahap II untuk mengkaji efektivitas ekstrak daun murbei dalam peningkatan fermentabilitas dalam sistem rumen, dengan susunan perlakuan sebagai berikut:
Q0 = 50 % jerami padi + 50 % konsentrat (kontrol)
Q1 = Perlakuan penggunaan tepung daun murbei (P1-P4) yang terbaik pada percobaan tahap I
Q2 = Q0 + 0,5 ml ekstrak daun murbei dengan estimasi kandungan DNJ sebanyak 0,12%
Model matematik yang digunakan dalam penelitian ini adalah : Yij = μ + ρi + αj + εij
Keterangan : Yijk = Efek blok ke-i, perlakuan substitusi dengan murbei ke-j μ = Rataan umum
ρi = Efek kelompok (pengambilan cairan rumen) ulangan ke-i αj = Efek utama perlakuan substitusi dengan murbei ke-j
εij = Error (gallat) kelompok ulangan ke-i dengan perlakuan substitusi murbei ke-j
Untuk mengetahui pengaruh perlakuan terhadap peubah yang diamati maka dilakukan analisis ragam (ANOVA) dan untuk mengetahui perbedaan diantara perlakuan akan dilakukan uji Duncan (Steel dan Torrie, 1993) dan untuk mengetahui perbedaan diantara perlakuan dilakukan uji duncan menggunakan paket software SPSS versi 12 (SPSS Inc., 2003).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kandungan Nutrisi Daun Murbei
Daun murbei (Morus alba) mempunyai potensi sebagai substitusi konsentrat karena daun murbei memiliki kandungan protein kasar yang tinggi, potensi produksi yang baik, kandungan nutrien yang lengkap, serta daya adaptasi tumbuh pada berbagai kondisi. Hasil analisa proksimat dari daun murbei dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Komposisi Nutrien Tepung dan Ekstrak Daun Murbei Perlakuan Tepung (%BKa)
Nutrien
Daun muda Daun tua %BKb
Ekstrak (%BKb) Kadar air 4,44 4,23 84,28* 84,76
10,92 13,23 10,58 16,6
Kadar abu
Serat kasar 10,52 11,14 13,27 - Lemak kasar 2,89 3,86 3,62 4,66
18,43 25,16 20,15 21,39 Protein kasar
BETN 57,24 46,61 52,38 8,74
TDN** 86,93 74,84 86,47 -
Sumber: a) Hasil Analisis Proksimat Laboratorium Biologi Hewan, Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi, IPB (2007)
b) Samsijah (1992) Ket. : * = % Berat Basah
** = Berdasarkan perhitungan menurut rumus regresi McDowell et.al (1974)
Berdasarkan data yang ada dalam tabel, dapat dilihat bahwa kandungan protein kasar tepung daun murbei sebesar 18,43% untuk daun muda, 25,16%
untuk daun tua, untuk ekstrak daun murbei sebanyak 21,39%. Hal tersebut tidak jauh berbeda dengan literatur dari Samsijah (1992) yang menyatakan bahwa kandungan protein kasar daun murbei sebesar 20,15%.
Percobaan Tahap I
Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi
Teknik kecernaan in vitro memiliki keuntungan antara lain: cepat, murah dan prediksi tepat pada in vivo bila dilakukan langsung pada ternak ruminansia.
Dasar metode ini adalah menirukan proses yang terjadi di dalam rumen dalam skala yang lebih kecil. Hasil pengukuran pH, produksi gas, fermentabilitas pakan percobaan tahap I untuk mengkaji kemampuan tepung daun murbei mensubstitusi konsentrat pakan ternak ruminansia dapat dilihat pada Tabel 6.
Pengukuran pH
Hasil pengukuran pH dari semua perlakuan pada percobaan tahap I ini dikategorikan ke dalam pH normal. Hal tersebut menjadi salah satu indikator terjadinya proses degradasi pakan yang baik karena pada pH normal (6,9-7,0) bakteri pencerna serat kasar dapat hidup dan bekerja secara optimum dalam rumen.
Hasil sidik ragam menunjukkan tidak ada perbedaan nyata antar perlakuan yang diberikan. Hal ini disebabkan karena tepung daun murbei mengandung nilai nutrien yang cukup baik untuk menunjang pertumbuhan mikroorganisme rumen, sehingga diduga pemberian tepung daun murbei sebagai substitusi konsentrat tidak akan mengganggu keseimbangan mikroorganisme dalam rumen dimana selanjutnya tidak menimbulkan dampak perubahan yang nyata pada pH rumen di setiap perlakuan. Oleh karena itu, tepung daun murbei dapat diberikan sebagai substitusi konsentrat untuk ternak ruminansia pada pakan berbasis jerami padi.
Tabel 6. Pengaruh Perlakuan Terhadap Peubah yang Diamati pada Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi
Ransum Peubah
P0 P1 P2 P3 P4 pH 6,97±0,14 6,94±0,09 6,93±0,06 6,92±0,07 6,91±0,07
82,85±17,39c 105,54±12,02ab 114,68±6,99ab 122,46±7,88a 98,26±20,29bc VFA (mM)
NH3(mM) 13,52±4,93 12,55±5,56 11,81±4,96 10,81±4,64 13,93±6,02 Produksi Gas (ml) 43,25±11,18 48,75±10,40 49,25±9,85 52,25±8,54 53,50±16,76
47,96±8,06b 46,91±7,50b 58,42±14,64a 46,13±7,26b 46,59±9,51b KCBK (%)
44,81±7,38b 47,86±10,79b 57,66±17,13a 47,03±9,68b 47,32±2,95b KCBO (%)
Keterangan: Superskrip yang berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0,05)
Produksi VFA Total
Hasil pencernaan karbohidrat dalam rumen adalah VFA yang menjadi sumber energi utama bagi ternak ruminansia. VFA merupakan produk akhir dari fermentasi karbohidrat berupa asam asetat, propionat, dan butirat, serta gas CH4
dan CO2 sebagai hasil samping (Arora, 1995).
Hasil sidik ragam menunjukkan konsentrasi VFA yang dihasilkan dari tiap perlakuan berbeda nyata (P<0,05). Konsentrasi VFA yang dihasilkan dari keseluruhan perlakuan berkisar antara 82,85-122,46 mM. Hal ini sejalan dengan Sutardi (1979) bahwa kadar VFA yang dibutuhkan untuk menunjang pertumbuhan optimal rumen adalah 80-160 mM. Bila produksi VFA total melebihi kisaran tersebut kemungkinan dapat menyebabkan kematian pada mikroba rumen karena konsentrasi VFA yang tinggi dapat menurunkan pH rumen.
Berdasarkan uji Duncan diketahui bahwa perlakuan P3 (50% jerami padi + 12,5% konsentrat + 37,5% tepung daun murbei) menghasilkan konsentrasi VFA lebih tinggi dibandingkan perlakuan yang lainnya yaitu 122,46 mM, kemudian diikuti dengan perlakuan P2 (114,68 mM), P1 (105,54 mM), P4 (98,26 mM), dan P0 (82,85 mM). Grafik data hasil VFA percobaan tahap I dapat dilihat pada Gambar 3.
VFA (mM)
0 40 80 120 160
P0 P1 P2 P3 P4
Perlakuan
Gambar 3. Konsentrasi VFA pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi
Konsentrasi VFA yang tinggi pada perlakuan P3 diduga karena pertumbuhan bakteri rumen pada perlakuan tersebut lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan yang lainnya. Hal ini tercermin dari konsentrasi N-NH3
perlakuan P3 lebih rendah dibandingkan perlakuan lainnya yaitu sebesar 10,81 mM. Rendahnya konsentrasi N-NH3 yang diikuti dengan tingginya produksi VFA pada perlakuan P3 diduga karena adanya efisiensi penggunaan N-NH3 oleh bakteri untuk sintesis protein mikroba dan pertumbuhan. Selanjutnya bakteri tersebut akan mencerna pakan untuk memproduksi VFA dimana nantinya akan digunakan sebagai sumber energi untuk induk semang dan sumber karbon untuk bakteri itu sendiri. Hal ini sejalan dengan Beever dan Mould (2000) yang menyatakan bahwa penggunaan N-NH3 oleh bakteri rumen dipengaruhi oleh ketersediaan energi dalam sistem. Oleh karena itu, untuk mendapatkan pertumbuhan mikroba rumen yang optimum maka harus ada keseimbangan antara ketersediaan energi dan N-NH3 dalam rumen. Disamping itu, Sutardi (1977) menambahkan faktor utama yang mempengaruhi konsentrasi NH3 adalah ketersediaan karbohidrat dalam ransum sebagai sumber energi untuk pembentukan protein mikroba. Agar NH3 dapat dimanfaatkan oleh mikroba, penggunaannya perlu disertai sumber energi yang mudah difermentasi seperti tetes, pati, glukosa, fruktosa, dan sukrosa. Adanya karbohidrat yang mudah dicerna memungkinkan mikroba mendapatkan energi yang lebih banyak untuk membentuk protein tubuh.
Produksi VFA total dari perlakuan yang ditambahkan tepung daun murbei lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan kontrol (tanpa penambahan tepung daun murbei). Hal ini diduga bahwa untuk mendapatkan energi awal, bakteri rumen pencerna serat kasar mencerna RAC yang disediakan oleh konsentrat terlebih dahulu, dan bila RAC yang tersedia telah habis, selanjutnya bakteri tersebut mulai mencerna serat kasar yang terdapat pada daun murbei dan jerami padi untuk menghasilkan VFA serta gas CH4 dan CO2 sebagai hasil sampingan.
Konsentrasi N-NH3
N-NH3 merupakan hasil perombakan protein menjadi peptida dan asam amino oleh mikroba rumen dan hidrolisis urea (Perry et al., 2003). Pengukuran konsentrasi NH3 secara in-vitro dapat digunakan untuk mengestimasi degradasi protein dan penggunaannya oleh mikroba. Untuk menjamin ketersediaan NH3,
mikroba rumen cenderung merombak protein dan menghasilkan NH3, CO2, dan asam lemak terbang (VFA).
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan yang nyata pada konsentrasi N-NH3 dari masing-masing perlakuan. Hal ini menunjukkan bahwa semua perlakuan memberikan efisiensi penggunaan N-NH3
yang sama. Konsentrasi N-NH3 yang dihasilkan dari keseluruhan perlakuan berkisar antara 10,81-13,93 mM. Hal ini sejalan dengan McDonald et al. (2002) yang menyatakan bahwa konsentrasi N-NH3 yang optimum untuk menunjang sintesis protein mikroba dalam cairan rumen sangat bervariasi, berkisar antara 6- 21 mM. Konsentrasi N-NH3 yang tertinggi dihasilkan oleh perlakuan P4, walaupun secara statistik tidak berbeda nyata. Kemudian diikuti dengan perlakuan P0, P1, P2, dan paling rendah P3. Tinggi rendahnya konsentrasi N- NH3 yang dihasilkan bersifat relatif, karena N-NH3 merupakan produk antara yang dapat digunakan juga oleh mikroba rumen untuk sintesis protein mikroba dan juga dipengaruhi oleh konsentrasi VFA yang dihasilkan pada perlakuan tersebut. Grafik data hasil N-NH3 dapat dilihat pada Gambar 4.
N-NH3 (mM)
0 5 10 15 20
P0 P1 P2 P3 P4
Perlakuan
Gambar 4. Konsentrasi N-NH3 pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi
N-NH3 sangat penting dalam proses pencernaan ternak ruminansia karena NH3 merupakan sumber nitrogen untuk pembentukan protein sel mikroba rumen. Sebagian besar mikroba rumen (82%) menggunakan NH3 untuk prolifikasi diri, terutama dalam proses sintesis tubuhnya (Sutardi, 1980). Diduga
konsentrasi NH3 dari tiap perlakuan sebagian besar telah digunakan oleh mikroba rumen untuk memperbanyak diri dan menghasilkan protein mikroba untuk ternak. Hal ini mengindikasikan bahwa protein kasar pada tepung daun murbei mudah dicerna oleh mikroorganisme retikulo-rumen.
Produksi Gas
Hasil fermentasi di dalam rumen menghasilkan gas yang keadaannya dalam kesetimbangan dengan keberadaan asam asetat, propionat, butirat, CO2, dan CH4. Adanya kesetimbangan produksi gas memungkinkan pendugaan produksi gas dari proses fermentasi pakan dalam rumen (Schofield, 2000).
Berdasarkan hasil sidik ragam menunjukkan bahwa produksi gas tidak nyata dipengaruhi oleh perlakuan. Hal ini diduga karena masing-masing perlakuan memiliki efektifitas fermentasi pakan yang sama, sehingga tidak ada perbedaan produksi gas antar perlakuan. Grafik laju produksi gas pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 5.
Produksi Gas (jam)
0 10 20 30 40 50 60
0 2 4 8 12 24 48
P0 P1 P2 P3 P4
Waktu (jam)
Gambar 5. Laju Produksi Gas pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi dengan Masa Inkubasi Selama 48 jam
Setiap bahan organik baik berupa karbohidrat, protein, maupun lemak apabila difermentasi akan menghasilkan gas. Pengukuran produksi gas dapat mengestimasi jumlah bahan pakan yang tercerna dalam rumen, khususnya
kecernaan bahan organik. Produksi gas dari semua perlakuan terus meningkat seiring lamanya waktu inkubasi, karena semakin lama waktu inkubasi maka semakin banyak zat makanan yang didegradasi oleh mikroba rumen. Produksi gas yang dihasilkan dari keseluruhan perlakuan berkisar antara 43,25-53,50 ml.
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik
Kecernaan dapat diukur dengan teknik fermentasi in vitro dan biasanya dinyatakan dalam bentuk persentase bahan kering (Perry et al., 2003). Kecernaan pakan dapat dipengaruhi oleh spesies hewan, bentuk fisik makanan, variasi antar individu, jumlah makanan yang diberikan, komposisi bahan makanan, kemampuan ransum yang dapat digunakan oleh mikroba, dan suhu lingkungan.
Bahan pakan yang mengandung serat kasar tinggi akan menurunkan nilai kecernaan zat-zat makanan lainnya karena untuk mencerna serat kasar diperlukan banyak energi.
0 20 40 60
P0 P1 P2 P3 P4
DBK DBO
Perlakuan (%)
Gambar 6. Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik pada Perlakuan Penggunaan Tepung Daun Murbei sebagai Substitusi Konsentrat pada Pakan Berbasis Jerami Padi.
Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa ada perbedaan kecernaan bahan kering dan bahan organik yang nyata dari masing-masing perlakuan (P<0,05).
Persentase kecernaan bahan kering dari seluruh percobaan tahap I berkisar antara 46,13-58,42 %, hampir senada dengan fermentasi bahan organik yang memiliki kisaran antara 44,81-57,66 %. Nilai kecernaan bahan organik dapat digunakan sebagai indikator kualitas pakan. Semakin tinggi kecernaan bahan kering dan
