3
2. TINJAUAN PUSTAKA
Sapi Perah Sapi perah merupakan ternak penghasil susu yang penting, sekitar 95% produksi susu dunia dihasilkan oleh sapi perah. Sapi perah diperkirakan berasal dari Asia Tengah dan telah didomestikasi sejak 400 tahun SM, kemudian menyebar ke Eropa, Afrika dan seluruh wilayah Asia (Sudono et al. 2005). Bangsa sapi perah yang umum dipelihara di Indonesia ialah sapi Friesian Holstein (FH). Tingginya produksi susu sapi perah ditentukan oleh faktor keturunan sebesar 25%, dan 75% ditentukan oleh faktor lingkungan termasuk di dalamnya adalah faktor pakan dan suhu lingkungan (Soetarno 2003). Apabila sapi FH ditempatkan pada lokasi yang memiliki suhu tinggi dan kelembaban udara yang tidak mendukung, maka sapi tersebut akan mengalami cekaman panas yang berakibat pada menurunnya produktivitas sehingga potensi genetiknya tidak dapat tampil secara optimal (Yani et al. 2007). Hal yang menentukan untuk mendapatkan produksi susu sapi yang baik dan optimal, selain bibit yang produksinya bagus, juga ditentukan oleh kualitas pakan dan cara pemberian pakan yang baik. Kualitas pakan yang rendah dapat menyebabkan produksi susu tidak optimal (Hartati 2010). Susu dihasilkan oleh sel-sel epitel pada alveoli (alveolus-alveolus) dari darah yang mengandung bahan-bahan pembentuk susu (milk precursors) melalui jalan darah yang halus (cappilair). Pada sapi yang sedang laktasi terdapat 150 sampai 220 alveoli. Susu yang dihasilkan ditampung di lumen. Zat-zat yang tidak dipergunakan (bukan pembentuk susu) dikembalikan ke jantung melalui dua vena susu: 1) vena pudica externa dan 2) vena abdominalis, vena yang besar berkelokkelok di bawah kulit dinding perut menuju ke depan dan melalui lubang (sumber susu) di dinding ruang dada kembali ke jantung. Aliran darah sebanyak 300 sampai 400 liter ke dalam ambing dibutuhkan untuk membentuk 1 liter susu. Seekor sapi yang menghasilkan susu 20 liter sehari, membutuhkan darah yang mengalir melalui ambing sebanyak 6 sampai 8 ton sehari semalam. Sapi setelah melahirkan, lima hari pertama menghasilkan kolostrum. Pada awal laktasi produksi susu meningkat dengan cepat, dan puncak (peak) produksi susu dicapai pada hari ke-30 sampai ke-60 atau minggu ke-3 sampai ke-6 atau bulan ke-1 sampai ke-2 (Soetarno 2003). Produksi rata-rata sapi FH di Indonesia 10 liter per ekor per hari atau lebih kurang 3 050 kg per laktasi (Sudono et al. 2005).
Status Fisiologis Ternak Respirasi penting bagi tubuh karena kebutuhan akan zat-zat makanan, oksigen dan panas dapat terpenuhi, serta zat-zat yang tidak diperlukan dibuang (Awabien 2007). Blakely dan Bade (1998) menyatakan bahwa frekuensi pernafasan normal (respirasi) untuk sapi berkisar antara 15 sampai 30 kali per menit. Perubahan denyut jantung dan frekuensi pernapasan sapi FH dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Denyut jantung sapi FH yang sehat pada daerah nyaman
4
(suhu tubuh 38.6 oC) adalah 60 sampai 70 kali/menit dengan frekuensi nafas 10 sampai 30 kali/menit (Ensminger 1993). Denyut jantung dan aliran darah lebih dipengaruhi oleh konsumsi pakan dan hasil proses fermentasi di rumen memiliki efek terhadap aliran darah (Cristoppherson 1984). Peningkatan frekuensi pernafasan membantu ternak meningkatkan pelepasan panas melalui pernapasan. Adapun peningkatan denyut jantung dapat membantu transportasi oksigen dan zat-zat makanan ke seluruh tubuh. Selain itu, peningkatan denyut jantung juga membantu transportasi panas hasil metabolisme ke seluruh tubuh sehingga dapat meningkatkan suhu permukaan tubuh (Gatenby 1986). Suhu rektal sedikit bervariasi pada kondisi fisik dan pada kondisi suhu lingkungan yang ekstrim. Bila laju pembentukan panas dalam tubuh lebih tinggi daripada laju hilangnya panas dalam tubuh, maka temperatur tubuh akan meningkat (Guyton dan Hall 1997). Jika suhu lingkungan meningkat dari 15.5 oC sampai 35 oC, suhu tubuh akan meningkat dari 38 oC sampai 40 oC, selanjutnya produksi susu turun dari 12.25 kg sampai 7.71 kg (Habibah 2004). Pengaruh yang ditimbulkan akibat peningkatan suhu tubuh antara lain menurunnya nafsu makan, anabolisme, konsentrasi hormon dalam darah, serta meningkatnya konsumsi air minum, katabolisme, pelepasan panas melalui penguapan, respirasi, temperatur tubuh dan denyut jantung (Mc Dowell 1972 dan Armstrong 1977).
Energi Pakan Upaya perbaikan nutrisi sapi perah, diantaranya dengan meningkatkan kualitas konsentrat yang dikonsumsi (Mundingsari et al 2006). Sapi akan merespon energi yang tersedia dalam bentuk produksi susu dan perubahan berat badan (Broster dan Thomas 1988). Respon ternak terhadap protein kasar pakan akan menjadi lebih baik apabila energi yang dikonsumsi tersedia dalam jumlah yang cukup (Satter 1986). Perlu diketahui bahwa nutrien yang terpenting dalam pakan sapi perah adalah energi (Schmidt dan Van Vleck 1974). Total Digestible Nutrient Aboenawan (1991) menyatakan bahwa total digestible nutrient (TDN) merupakan salah satu cara untuk mengetahui jumlah energi pakan yang tercerna. TDN suatu bahan makanan dinyatakan dengan bagian dari bahan makanan yang dimakan dan tidak diekskresikan dalam feses. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya cerna perlu diketahui guna mempertinggi efisiensi konversi makanan, antara lain suhu lingkungan, laju perjalanan melalui alat pencernaan, bentuk fisik bahan makanan, komposisi ransum dan pengaruh terhadap perbandingan dari zat makanan lainnya (Anggorodi 1990). Total digestible nutrient yang dikonsumsi dipengaruhi oleh kualitas ransum, dimana semakin tinggi kandungan serat kasar dalam ransum, maka TDN yang dikonsumsi semakin rendah dan ransum yang semakin baik kualitasnya maka TDN yang dikonsumsi semakin tinggi (Utomo 2003). Semakin tinggi nilai TDN suatu pakan maka pakan tersebut akan semakin baik karena semakin banyak zat-zat makanan yang dapat digunakan (Mundingsari et al. 2006). Konsumsi TDN dapat mempengaruhi produktivitas ternak (NRC 2003).
5
Kebutuhan energi dibedakan berdasarkan masa laktasinya, pada awal laktasi kebutuhan TDN sangat tinggi yaitu 73%, sedangkan pada bulan laktasi berikutnya kebutuhan TDN bergantung pada jumlah produksi susunya. Sapi yang memproduksi susu 7 sampai 13 kg/hari membutuhkan TDN sebanyak 63 sampai 67% dan sapi yang produksi susunya 13 sampai 20 kg/hari membutuhkan TDN sebanyak 67 sampai 71%. Sapi perah induk yang berada pada masa kering mempunyai kebutuhan TDN yang lebih rendah dari pada sapi yang berproduksi, kebutuhannya yaitu 56% (NRC 2003). Protein, lemak dan karbohidrat adalah bahan organik, sehingga TDN dapat juga didefinisikan sebagai bahan organik tercerna dengan mengalikan lemak dapat dicerna 1.25 (Sutardi 1981). Ternak muda menyimpan energi dalam bentuk otot, sedangkan ternak tua menyimpannya dalam bentuk lemak (Tillman et al. 1991). Energi digunakan dalam segala proses yaitu kerja otot jantung, pemeliharaan tekanan darah, pengantar impuls syaraf, transportasi ion menembus membran, absorbsi dalam ginjal, pembentukan protein dan lemak, sekresi susu, produksi dan tenaga gerak (Budianto 2002). Konsentrasi energi pakan berbanding terbalik dengan tingkat konsumsinya. Makin tinggi konsentrasi energi di dalam pakan, maka jumlah konsumsinya akan menurun (Tobing 2010). Nilai TDN tidak bisa menggambarkan jumlah energi yang terkandung dalam beberapa jenis pakan, salah satunya adalah DDGS (NRC 2003), oleh karena itu perhitungan jumlah energi dengan menghitung energi metabolis dan net energi laktasi perlu dilakukan. Energi Metabolis Kebutuhan energi untuk hidup pokok dan produksi susu dinyatakan dalam Net Energi Laktasi (NEL), energi dalam pakan juga dinyatakan dalam NE L (NRC 2003). Energi metabolis (ME) telah digunakan dalam penentuan energi pada sapi laktasi, tetapi untuk produksi susu memiliki efisiensi 60 sampai 64% dan untuk pertumbuhan sapi laktasi 75%. Ditambahkan pula bahwa energi tercerna (DE) adalah gross energi pakan yang dimakan dikurangi dengan energi yang terkandung dalam feses. Energi metabolis didapat dengan mengurangkan DE dengan energi yang terkandung dalam metan dan urin. Umumnya, ME digunakan untuk mengestimasi jumlah energi untuk metabolisme (Moe 1981). Protein Pakan Ketersediaan TDN yang tinggi perlu diimbangi dengan suplai protein agar terjadi kesimbangan energi dan protein guna mendukung produksi susu. Selain itu, pakan yang mengandung protein kasar (PK) dan TDN tinggi dapat menghasilkan produksi susu yang tinggi pula (Mundingsari et al. 2006). Protein di dalam ransum ternak sangat penting karena berperan sebagai bahan untuk pembangun tubuh dan pengganti sel-sel yang rusak; mengatur transportasi zat-zat makanan terlarut dan sebagai bahan pembuat hormon, enzim dan antibodi (Sutardi 1981). Kekurangan protein dapat berdampak buruk bagi ternak, karena ternak akan menggunakan cadangan protein yang ada di dalam darah, hati dan jaringan otot, yang mana hal ini dapat membahayakan kondisi kesehatan ternak, menekan perkembangan mikroorganisme rumen yang bermanfaat untuk mencerna selulosa dan sebagai sumber protein ternak, dan menghambat perkembangan reproduksi
6
dan produktivitasnya (McDonald et al. 1988). Terdapat beberapa pendekatan untuk mengevaluasi protein makanan untuk ruminansia dan ruminansia, salah satunya adalah dengan mencari nilai PK yang ditentukan dengan prosedur Kjeldahl (Tillman et al. 1991). Martawidjaja et al (1999) mengungkapkan bahwa konsumsi protein kasar meningkat sejalan peningkatan protein ransum. Ternak ruminansia membutuhkan protein, yang nantinya akan dikonversi menjadi asam amino, yang berguna untuk menghasilkan protein susu dan proses lainnya (Charles et al. 2009). Penggunaan protein pakan oleh mikrobia rumen sangat bergantung pada ketersediaan energi. Selain itu, suplai protein yang tidak diimbangi oleh ketersediaan energi, akan menyebabkan protein tersebut difermentasi dalam rumen sehingga suplai asam amino tidak cukup dan tidak dapat langsung digunakan (McDonald et al. 1988). Nilai kebutuhan gizi yang diperlukan untuk memproduksi susu dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Kebutuhan gizi untuk produksi per liter susu Kadar lemak (%) Protein kasar (g) TDN (kg) NEL (Mkal) Ca (g) P (g) 3.0 77 0.28 0.64 2.5 1.70 3.5 82 0.30 0.69 2.6 1.75 4.0 87 0.33 0.74 2.7 1.80 4.5 92 0.34 0.78 2.8 1.85 Sumber: NRC (2003) TDN = Total Digestible Nutrients NEL = Net Energy for Lactation
Kebutuhan protein bagi sapi perah dipengaruhi oleh umur, masa pertumbuhan, kebuntingan, laktasi, ukuran tubuh, kondisi tubuh dan rasio energiprotein (Ensminger 1993). Kebutuhan protein kasar untuk sapi yang sedang tumbuh adalah 16%, untuk ternak yang bobot badannya lebih dari 100 kg (NRC, 2003). Konsentrat dengan kandungan PK 13% merupakan komposisi yang paling baik untuk menghasilkan produksi susu paling optimal serta dapat memberikan nilai penerimaan dan income over feed cost paling tinggi (Sugandi et al. 2005).
Bungkil Inti Sawit Bungkil inti sawit atau palm kernel cake (PKC), merupakan hasil ikutan dalam pembuatan minyak sawit atau crude palm oil (CPO), yang paling tinggi nilai gizinya untuk pakan ternak dengan kandungan protein kasarnya yang bervariasi yaitu 15 sampai 17% (Sukria dan Krisnan 2009). Indonesia merupakan produsen kelapa sawit terbesar kedua di dunia setelah Malaysia. Luas pengembangannya di Indonesia hingga saat ini sangat pesat, dengan laju peningkatan areal penanaman sawit sebesar 14% per tahun (Muchtadi 2003). Hasil utama pengolahan tandan buah sawit adalah minyak sawit dan minyak inti sawit, dan sebagai hasil ikutan diperoleh bungkil inti sawit dan sisanya adalah limbah berupa serat perasan buah, tandan buah kosong, lumpur minyak sawit dan tempurung (Simanjuntak 1998). Bungkil inti sawit yang dihasilkan mencapai 45 sampai 46% dari inti sawit atau 2.0 sampai 2.5% dari bobot tandan sawit; dan umumnya mengandung air
7
kurang dari 10%, protein 14 sampai 17%, lemak 9.5 sampai 10.5%, dan serat kasar 12 sampai 18%, dimana dengan komposisi gizi seperti ini BIS berpotensi sebagai bahan pakan, baik untuk ternak ruminansia maupun nonruminansia (Iskandar et al. 2008). Hasil sampingan tanaman sawit dapat dilihat pada Tabel 2, dengan asumsi 1 hektar terdiri atas 130 pohon, 1 pohon dapat menghasilkan 22 pelepah per tahun, yang berbobot masing-masing 7 kg (Mathius 2009). Tabel 2 Hasil ikutan tanaman dan olahan kelapa sawit tiap hektar Biomassa Daun tanpa lidi Pelepah Tandan kosong Serat sawit Lumpur sawit Bungkil inti sawit Total biomassa
Segar (kg/ha/tahun) 1430 20000 3680 2800 4704 560
Bahan Kering (%) 46.18 26.07 92.10 93.11 24.07 91.83
Bahan Kering (kg/ha/tahun) 658 5214 3386 2681 1132 514 13 585
Sumber: Mathius (2009)
Bungkil inti sawit yang didapat langsung dari pabrik, diketahui masih banyak mengandung cangkang atau batok. Penelitian terhadap perlakuan fisik BIS, yakni pengayakan/penyaringan atau dengan pemisahan yang menggunakan gaya gravitasi (blower) menunjukkan bahwa tingkat cemaran cangkang pada BIS dapat dikurangi (Mathius 2009). Pengayakan memberikan pengaruh terhadap perubahan struktur fisik bahan, dimana jumlah produk hasil ayakan terendah pada BIS berada pada nomor mesh 100, yaitu sebesar 2.31% dan tertinggi berada pada nomor mesh 30, yaitu sebesar 29.04% (Situmorang 2011). Komposisi zat nutrien BIS disajikan pada Tabel 3. Tabel 3 Komposisi nutrien bungkil inti sawit Nutrien
Siregar (2003)
Simanjuntak (1998) (%)
Bahan kering Protein kasar Lemak kasar Serat kasar Abu Kalsium Fosfor TDN
91.11 15.40 7.71 10.50 5.18 81.00
85.10 - 89.90 12.50 - 16.80 0.50 - 6.50 11.90 - 20.80 3.60 - 9.80 0.30 - 0.40 0.30 - 0.70 -
Bungkil inti sawit adalah pakan yang memiliki kualitas yang baik untuk ruminansia dan memiliki kecernaan yang tinggi (O’Mara 1999), dan dapat digunakan sebagai sumber energi dan serat pada penggunaan 30 sampai 50% (Zahari dan Alimon 2011). Penggunaan daun sawit segar sebagai pengganti hijauan dalam konsentrat yang mengandung 30% BIS, memberikan pertambahan
8
bobot badan 750 g/ekor/hari (Sukria dan Krisnan 2009). Penggunaan 100% larutan ekstrak BIS pada sapi perah Sahiwal-Friesian meningkatkan produksi susu dari 4.8 kg menjadi 7.9 kg (Chin 2002).
Distillers Dried Grains with Solubles Distillers dried grains with solubles merupakan hasil sampingan pada industri penyulingan etanol dan sebagian besar berbahan dasar jagung, dan dapat digunakan sebagai suplemen protein untuk sapi laktasi (Powers et al. 1995), disamping itu, DDGS dapat digunakan dalam bentuk basah atau kering dan biasanya DDGS digunakan sebagai pengganti konsentrat dan hijauan dalam pakan sapi perah (Schingoethe 2006). Menurut Linn dan Chase (1996), DDGS memiliki kandungan nutrien tiga kali lebih banyak daripada bijian, mengandung pati yang rendah, memiliki kandungan lemak, protein, serat, dan fosfor yang tinggi. Dalam hasil penelitiannya, Owen dan Larson (1991) mengungkapkan bahwa DDGS dapat meningkatkan produksi susu jika diberikan 18.8% dari total bahan kering pakan, namun produksi berkurang jika DDGS diberikan 35.8% dari total bahan kering pakan. Hal ini dikarenakan kecernaan protein makin rendah dan rendahnya konsentrasi lisin, sehingga menyebabkan menurunnya performa sapi. Kandungan TDN rata-rata berdasarkan hasil analisis terhadap 13 sampel DDGS dari berbagai daerah di Amerika Serikat adalah sebesar 77.45% (Anonim 2001). Menurut Shurson (2011), DDGS generasi terbaru mengandung bahan kering 89.2%, protein kasar 31.6%, lemak kasar 11.5%, serat kasar 6.2% dan abu 7.8%. Penggunaan DDGS 31.6% dengan alfalfa dapat meningkatkan produksi susu (Grings et al. 1992). Komposisi nutrien DDGS dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4 Komposisi nutrien DDGS Komposisi kimia
Spiehs et al. (2002)
Kalscheur et al. (2012) (%)
Bahan kering Protein kasar Lemak kasar Serat kasar Abu TDN
88.90 ± 1.70 30.20 ± 6.40 10.90 ± 7.80 8.80 ± 8.70 5.80 ± 14.70 -
88.10 ± 7.00 30.90 ± 4.00 13.10 ± 3.00 5.90 ± 1.00 83.30 ± 4.90
Penggunaan DDGS yang dianjurkan untuk sapi laktasi maksimal sebesar 20% bahan kering atau 10 sampai 20 lb per hari atau sekitar 4.53 sampai 9.07 kg per hari. Pemberian DDGS sampai level 35.5% dengan pakan dasar silase dan biji kapuk, dapat menghasilkan produksi susu lebih rendah daripada pemberian pada level 18.8%. Sedangkan penggunaan DDGS pada pakan yang mengandung protein 18%, akan meningkatkan produksi susu dan kualitas susu lebih tinggi dibanding dengan pakan yang mengandung protein 14% (Powers et al. 1995). Penggunaan DDGS yang dianjurkan adalah 26% bahan kering pakan dan dikombinasikan dengan sumber protein lain (Linn dan Chase 1996). Penggunaan DDGS dapat meningkatkan produksi susu, menurunkan kadar protein susu, dan
9
meningkatkan kadar lemak dan laktosa susu selama dan setelah pemberian (Tanaka 2008). Penggunaan DDGS yang berlebihan dapat menurunkan produksi susu dan performans sapi, karena DDGS memiliki kecernaan yang rendah dan defisiensi asam amino lisin (Linn dan Chase 1996). Meskipun DDGS dihasilkan dari bahan dasar jagung, namun keduanya mengandung energi dalam bentuk yang berbeda. Sumber energi DDGS dalam bentuk serat dan lemak tercerna sedangkan sumber energi dalam jagung dalam bentuk pati. Fermentasi pati dalam rumen biasanya menghasilkan asidosis, laminitis dan lemak hati (Schingoethe 2004). Konsentrat yang lambat degradasinya, seperti jagung dan kulit kedelai, dalam rumen cenderung menghasilkan susu lebih tinggi dibanding dengan yang cepat degradasinya, seperti gandum, gula beet, kulit jeruk dan bekatul (Agus 1997).
Produksi Susu Faktor yang dapat mempengaruhi kualitas susu adalah kesehatan ternak, pakan, kondisi pemerahan, kebersihan alat yang digunakan pemerahan, dan penanganan pasca panen (Mubarack et al. 2010). Pakan merupakan salah satu faktor utama yang menentukan kualitas dan kuantitas susu, dimana pakan dengan kualitas rendah dapat berpengaruh buruk terhadap produksi susu maupun reproduksi. Nutrisi pakan berfungsi untuk memenuhi kebutuhan hidup pokok, produksi dan reproduksi (Ensminger 1993). Penggunaan konsentrat level tinggi dalam ransum dapat meningkatkan produksi susu, tetapi jika terlalu berlebihan akan menurunkan persentase lemak susu tetapi dapat meningkatkan protein susu (Keslera dan Spahra 2010). Tipe konsentrat dalam ransum dapat mempengaruhi produksi dan komposisi susu, jika proporsi konsentrat dalam ransum melebihi 60% (Agus 1997). Ditambahkan oleh Agus (1997), pemberian konsentrat tipe pati akan menghasilkan kadar protein yang lebih tinggi dan kadar lemak yang lebih rendah daripada konsentrat tipe serat. Konsentrat yang cepat degradasinya dalam rumen dapat menurunkan konsumsi bahan kering. Dalam ransum sapi perah harus diperhatikan imbangan protein dan energi. Jika energi dalam ransum berlebihan, konsumsi pakan akan meningkat dan apabila energi dalam pakan rendah, maka akan meningkatkan efisiensi penggunaan protein sehingga terjadi penurunan protein susu (Rokhayati 2010). Energi yang persentasenya ditingkatkan dari 60 menjadi 90% akan menurunkan kadar lemak susu (Sutton 1988). Defisiensi protein pada awal laktasi dapat menurunkan produksi susu dan kandungan lemaknya tapi tidak banyak berpengaruh terhadap kandungan bahan kering tanpa lemak (BKTL) atau solid non fat (SNF) (Oldham dan Smith 1981). Air susu mengandung tiga komponen utama yaitu laktosa, kasein dan lemak, selain masih ada komponen umum yang lain, mineral dan vitamin (Schmidt dan Van Vleck 1974). Persentase protein dan lemak berada di titik terendah ketika produksi berada di puncak laktasi dan berangsur-angsur meningkat menjelang akhir laktasi (Gambar 1) (Schmidt et al. 1988).
