Seminar dan Lokakarya Nasional Kerbau 2009
AKTIVITAS ISOLAT MIKROBA RUMEN KERBAU YANG DISIMPAN PADA SUHU RENDAH (Activity of Rumen Microbe Isolated from Buffalo Concerved on Low Temperature) Y. WIDIAWATI dan M. WINUGROHO Balai Penelitian Ternak, PO Box 221, Bogor 16002
ABSTRACT Rumen microbes isolated from buffalo in Nusa Tenggara Timur was collected in Laboratorium. The isolate was kept in liquid form, which required frequent refreshment. Two conservation methods, namely in the refrigerator and frozen were investigated in order to determine the effect of conservation for 8 months on microbes activities by using in vitro technique. The results indicated that the isolate conserved both in freezer and refrigerator showed positive sinergistic when it was combined with rumen microbe from PO cattle. The data showed that gas produced, dry matter and organic matter digestibility of combination were 98 ml; 39% and 52% for isolated conserved in the freezer; and 103 ml; 41 and 55% for isolated conserved in the refrigerator. The values were higher than that of microbes from PO cattle itself being 95 ml; 37 and 50%. It can be concluded that conservation of rumen microbes isolated from buffalo both in freezer and refrigerator did not reduce the activity of microbes in feed digestion. Key Words: Rumen Microbes, Buffalo, Conservation, Activity ABSTRAK Isolat mikroba rumen kerbau merupakan hasil isolasi mikroba rumen pencerna serat yang unggul dari rumen kerbau yang dipelihara di Nusa Tenggara Timur. Isolat mikorba rumen ini disimpan dalam bentuk segar dimana diperlukan pemeliharaan rutin dengan biaya cukup tinggi. Teknik penyimpanan yang murah dan mudah namun tidak mengurangi kemampuan mencerna substrat dicari untuk menekan biaya pemeliharaan. Dua metoda penyimpanan mikroba yaitu beku dalam freezer dan dingin dalam refrigerator dicobakan untuk kemudian diuji pengaruhnya terhadap daya kerja mikroba dalam mencerna substrat. Teknik in vitro digunakan untuk melihat daya kerja isolat mikroba rumen kerbau yang telah disimpan selama 8 bulan dalam keadaan beku maupun dingin. Pengujian aktivitas dilihat dari daya sinergistik yang dihasilkan pada saat dikombinasikan dengan mikroba dari rumen sapi PO segar. Hasil pengamatan memperlihatkan bahwa isolat mikroba yang disimpan dalam freezer dan refrigerator masih menunjukkan sinergistik positif setelah dikombinasikan dengan mikroba dari rumen sapi PO. Produksi gas dan kecernaan bahan kering dan bahan organik hasil kombinasi dengan mikroba rumen sapi PO lebih besar yaitu 98 ml; 39 dan 52% untuk yang disimpan di freezer serta 103 ml; 41 dan 55% untuk yang disimpan di refrigerator. Nilai ini lebih besar dibanding cairan rumen PO sendiri yaitu 95 ml; 37 dan 50%. Disimpulkan bahwa penyimpanan isolat mikroba rumen kerbau dalam suhu rendah di refrigerator dan freezer tidak merubah aktivitasnya dalam mencerna substrat. Kata Kunci: Mikroba Rumen, Kerbau, Penyimpanan, Aktivitas
PENDAHULUAN Probiotik adalah kumpulan mikroba hidup yang diberikan kepada ternak untuk dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pakan, meningkatkan pertambahan bobot badan harian, dan meningkatkan kesehatan ternak
(WALLACE dan NEWBOLS, 1989). Isolat mikroba rumen kerbau yang biasanya dinamakan Bioplus Serat merupakan hasil seleksi dan isolasi mikroba rumen pencerna serat yang unggul dari rumen kerbau yang dipelihara di Nusa Tenggara Timur. Isolat mikroba ini dikatakan unggul karena apabila
35
Seminar dan Lokakarya Nasional Kerbau 2009
dikombinasikan/diberikan kepada cairan rumen ternak target dalam hal ini sapi dapat meningkatkan kemampuan mikroba rumen sapi dalam mencerna pakan (WINUGROHO et al., 1993; 1995; 1997). Isolat mikroba rumen kerbau ini biasanya diperlihara dan disimpan dalam bentuk segar di laboratorium dan telah dipelihara selama 12 tahun. Selama penyimpanan dan pemeliharaan ini diperlukan penyegaran dan pemberian pakan setiap dua minggu. Proses pemeliharaan dan penyimpanan seperti ini memerlukan pembiayaan yang cukup mahal karena diperlukan pembuatan media hidup dan pertumbuhan mikroba yang baru setiap 2 minggu. Disamping itu dikhawatirkan dapat terjadi perubahan populasi dan komposisi mikroba di dalamnya yang pada akhirnya dapat berpengaruh terhadap efektivitasnya dalam mencerna pakan. Pencarian teknik penyimpanan yang cocok untuk isolat mikroba rumen kerbau dilakukan dengan maksud mengurangi biaya penyimpanan, lebih mudah dan efisien namun tidak menurunkan efektivitas mikroba dalam mencerna pakan (SNELL, 1991). Teknik yang dipilih adalah penyimpanan dalam refrigerator dan freezer. Hal ini dilakukan karena selain teknik ini biayanya sangat murah juga telah banyak dilakukan terhadap mikroba aerob (MATTHEWS, 1988). Mikroba yang disimpan dalam bentuk beku atau pada suhu di bawah 0oC/di bawah suhu dimana mikroba tersebut dapat hidup dan berkembang biak, tidak akan beraktifitas dan berkembang biak (dorman). Namun setelah kondisi lingkungannya dikembalikan ke suhu dimana mikroba tersebut dapat hidup, maka mikroba yang dorman tersebut akan aktif kembali dan berkembang biak. Isolat mikroba rumen kerbau yang dipelihara adalah termasuk dalam kelompok mikroba anaerob yaitu mikroba yang hidup tanpa kehadiran udara. Teknik penyimpanan mikroba anaerob haruslah dalam bentuk anaerob pula. Namun hasil penelitian pendahuluan menunjukkan bahwa isolat mikroba rumen yang dikeringkan dalam suasana aerob dengan menambahkan media jerami padi (probiotik Bioplus) masih dapat aktif kembali setelah ditanam dalam media dengan suasana anaerob (WINUGROHO et al., 2000; 2001),
36
MATERI DAN METODE Penelitian dilakukan di Laboratorium Nutrisi ruminansia di Balai Penelitian Ternak. Isolat mikroba rumen kerbau yang digunakan merupakan koleksi dari Laboratorium Nutrisi Ruminansia. Isolat mikroba rumen kerbau ini telah disimpan di Laboratorium selama hampir 12 tahun. Isolat mikroba ini mulanya berasal dari rumen kerbau yang dipelihara di padang penggembalaan di Nusa Tenggara Timur (NTT). Pemeliharaan selama 12 tahun dilakukan dalam bentuk segar dengan pemberian pakan dan penyegaran yang dilakukan setiap 2 minggu. Proses penyimpanan yang diuji ada dua cara yaitu: 1. Dalam refrigerator. Sebanyak 500 ml isolat mikroba rumen kerbau dalam bentuk cair ditempatkan dalam botol plastik tertutup kemudian disimpan dalam refrigerator suhu 4oC 2. Dalam freezer (beku). Sebanyak 500 mL isolat mikroba rumen kerbau dalam bentuk cair ditempatkan dalam botol plastik tertutup kemudian disimpan dalam freezer suhu -4oC. Penyimpanan dilakukan selama 8 bulan, untuk kemudian dilakukan pengujian terhadap daya kerjanya dengan melihat aktivitasnya dalam mencerna pakan secara in vitro. Teknik in vitro yang digunakan adalah metode in vitro THEODOROU dan BROOKS (1990) dengan menggunakan buffer dan substrat yaitu berupa gilingan jerami padi kering. Cairan rumen PO segar diambil dari sapi PO yang dipotong di rumah potong hewan untuk kemudian digunakan sebagai ternak target yaitu yang akan diperbaiki daya kerja mirkobanya oleh isolat mikroba rumen kerbau. Setiap botol inkubator berisi 1 g substrat berupa gilingan jerami padi kering, 90 ml buffer dan 10 ml cairan rumen. Cairan rumen yang digunakan adalah 10 ml cairan rumen sapi PO sebagai kontrol atau 10 ml isolat mikroba rumen kerbau atau kombinasi yang terdiri dari 5 ml cairan rumen PO segar dan 5 ml isolat mikroba rumen kerbau. Adapun perlakuannya adalah sebagai berikut: P1 = Substrat jerami padi + cairan rumen PO segar (CRPOS) P2 = Substrat jerami padi + isolat mikroba rumen kerbau segar (IMKRS)
Seminar dan Lokakarya Nasional Kerbau 2009
P3 =
P4 =
P5 =
P6 = P7 =
Substrat jerami padi + cairan rumen PO segar (CROPS) + isolat mikroba rumen kerbau segar (IMRKS) Substrat jerami padi + isolat mikroba rumen kerbau disimpan dalam refrigerator selama 8 bulan (IMRKR) Substrat jerami padi + isolat mikroba rumen kerbau disimpan dalam freezer selama 8 bulan (IMRKF) P3 + IMRKR P3 + IMRKF
b. Kecernaan bahan kering dan bahan organik pakan setelah 96 jam masa inkubasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan pada produksi gas hasil fermentasi substrat jerami padi selama 96 jam masa inkubasi dan fermentasi oleh isolat mikroba rumen kerbau segar, cairan rumen sapi PO segar serta kombinasi keduanya ditampilkan pada Tabel 1. Sementara itu, data produksi gas kumulatif selama masa inkubasi 96 jam ditampilkan pada Gambar 1.
Parameter yang diamati adalah: a. Produksi gas hasil fermentasi substrat selama 96 jam masa inkubasi
Tabel 1. Rataan produksi gas hasil fermentasi substrat jerami padi oleh isolat mikroba rumen kerbau segar serta kombinasinya dengan cairan rumen PO segar Laju produksi gas (ml)
Perlakuan
Masa inkubasi (jam)
24
48
72
96
P1
19,5
9,8
21,3
10,5
P2
9,5
9,0
15,0
19,0
P3
19,8
26,5
21,8
13,5
90 80
Produksi gas (ml)
70 60 50 40 30 20 10 0 24
48
72
96
Masa inkubasi (jam) Isolat mikroba rumen kerbau
Cairan rumen PO segar
Kombinasi (1) & (2)
Gambar 1. Produksi gas kumulatif selama 96 jam masa inkubasi substrat jerami padi yang difermentasi oleh isolat mikroba rumen kerbau segar, cairan rumen sapi PO segar dan kombinasi antara isolat mikroba rumen kerbau dan cairan rumen sapi PO segar
37
Seminar dan Lokakarya Nasional Kerbau 2009
Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kinerja isolat mikroba rumen kerbau segar dalam mencerna substrat jerami padi lebih rendah dibandingkan dengan kinerja mikroba rumen dari cairan rumen sapi PO segar. Hal ini ditunjukkan dari produksi gas kumulatif yang dihasilkan oleh isolat mikroba rumen kerbau segar berada (P2) di bawah kumulatif produksi gas yang dihasilkan oleh mikroba dari cairan rumen PO segar (P1). Namun demikian isolat ini mampu bersinergi positif dengan mikroba dalam cairan rumen PO segar sehingga menghasilkan produksi gas yang lebih besar. (P3) Penyimpanan isolat mikroba rumen kerbau segar selama 8 bulan didalam refrigerator dan freezer nampaknya tidak berpengaruh negatif pada aktivitas mikroba dalam mencerna substrat jerami padi. Hal ini dapat dilihat dari produksi gas hasil proses pencernaan subtrat jerami padi oleh isolat mikroba rumen kerbau selama 96 jam masa inkubasi (Tabel 2). Kombinasi isolat mikroba rumen kerbau yang telah disimpan 8 bulan dengan cairan rumen sapi PO segar masih menunjukkan efek sinergistik. Produksi gas kombinasi ini lebih besar dari pada produksi gas yang dihasilkan oleh cairan rumen PO maupun isolat mikorba rumen kerbau masing-masing (Gambar 2). Setelah masa inkubasi 96 jam, total produksi gas yang dihasilkan oleh isolat mikroba yang disimpan dalam freezer dan refrigeratore hanya 81 ml dan 78 ml. Namun kombinasinya dengan sapi PO segar menimbulkan kerja sinergistik positif sehingga menghasilkan total produksi gas yang lebih besar yaitu 98 ml untuk yang disimpan dalam freezer dan 103 ml untuk yang disimpan dalam refrigerator. Hasil ini lebih besar dari pada
yang dihasilkan oleh mikroba dalam cairan rumen PO sendiri (95 ml) (Gambar 2). Banyaknya gas yang dihasilkan selama proses fermentasi substrat oleh mikroba rumen mengindikasikan banyaknya substrat yang tercerna oleh mikroba. Semakin banyak substrat yang dicerna maka semakin besar gas dihasilkan. Tingginya produksi gas yang dihasilkan pada kombinasi antara isolat mikroba rumen kerbau yang dikombinasikan dengan cairan rumen PO segar menunjukkan kecernaan bahan kering dan bahan organik yang lebih besar pula (Tabel 3). Kecernaan bahan kering dan bahan organik kombinasi cairan rumen PO segar dengan isolat mikroba rumen kerbau yang disimpan dalam freezer sebesar 39 dan 52% maupun dalam refrigerator sebesar 41 dan 55%. Nilai ini lebih besar daripada kecernaan cairan rumen PO segar saja yang hanya sebesar 37 dan 50%. Hasil-hasil yang diperoleh ini menunjukkan bahwa penyimpanan isolat mikroba rumen kerbau dalam freezer maupun dalam refrigerator tidak merubah daya kerjanya. Hal ini dimungkinkan karena suhu penyimpanan dari kedua model penyimpanan dapat ditolerir oleh mikroba rumen kerbau tersebut (MOORE dan CARLSON, 1975) dan di bawah suhu yang diperlukan oleh mikroba rumen untuk beraktivitas yaitu 39oC (HUNGATE 1966). Hal ini menyebabkan selama proses penyimpanan mikroba yang ada dalam isolat tidak aktif atau dorman. Dimana pada kondisi ini mikroba membentuk semacam dinding untuk melindungi dirinya agar tidak rusak. Pada saat lingkungan sesuai dengan kondisi untuk hidup dan berkembang biak (media in vitro) maka mikroba tersebut aktif kembali.
Tabel 2. Rataan produksi gas hasil fermentasi substrat jerami padi oleh isolat mikroba rumen kerbau yang telah disimpan selama 8 bulan di refrigerator dan freezer serta kombinasinya dengan cairan rumen PO segar
Perlakuan
Laju produksi gas (ml)
Masa inkubasi (jam)
24
48
72
96
P5
22,5
8,0
31,0
19,5
P1
37,0
33,3
15,0
9,3
P6
30,7
26,0
24,7
16,7
P4
29,5
8,5
21,5
18,0
P7
36,7
35,7
19,7
11,3
38
Seminar dan Lokakarya Nasional Kerbau 2009
Produksi gas kumulatif (ml)
120 100 80 60 40 20 0 24
48
72
96
Masa inkubasi (jam) P4 P6
P1
P5 P7
Gambar 2. Produksi gas kumulatif hasil fermentasi substrat jerami padi oleh isolat mikroba rumen kerbau yang telah disimpan selama 8 bulan di refrigerator dan freezer serta kombinasinya dengan cairan rumen PO segar
Tabel 3. Rataan kecernaan bahan kering (BK) dan bahan organik (BO) substrat jerami padi oleh isolat mikroba rumen kerbau yang telah disimpan selama 8 bulan di refrigerator dan freezer serta kombinasinya dengan cairan rumen PO segar Perlakuan
Kecernaan BK (%)
Kecernaan BO (%)
Isolat mikroba rumen kerbau yang disimpan dalam freezer
32,02
39,58
Cairan rumen PO segar
37,46
49,99
Kombinasi (1) dan (2)
38,74
51,67
Isolat mikroba rumen kerbau yang disimpan dalam refrigerator
31,94
41,81
Kombinasi (2) dan (4)
41.32
54,81
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa penyimpanan isolat mikroba rumen kerbau dalam freezer mapun dalam refrigerator tidak merubah daya kerjanya. Mikroba dalam isolat ini masih mampu bersinergi positif pada saat dikombinasikan dengan mikroba dari cairan rumen PO segar.
HUNGATE, R.E. 1966. Rumen And Its Microbes. Prentice Hall. MATTHEWS, A. 1988. Product evaluation at work. Feed Management. (Eds.). Plant Bacterial Diseases. A Diagnostic Guide. Academic Press. Sidney. pp. 275 – 298. MOORE, L.W. and R.V. CARLSON. 1975. Liquid nitrogen storage of phytopathogenic bacteria. Phytopathology 65: 246 – 250.
39
Seminar dan Lokakarya Nasional Kerbau 2009
SNELL, J.J.S. 1991. General introduction to maintenance methode. In: Maintenance of Microorganisms and Cultured Cells. KIRSOP, B.E. and A. DOYLE (Eds.). Academic Press Limited. pp. 21 – 30. THEODOROU, MK and AE BROOKS. 1990. Evaluation of a New Procedure for Estimating the Fermentation Kinetics of Tropical Feeds. The Natural Resources Institute, Chatham, UK. WALLACE, R.J. dan C.J. NEWBOLS. 1989. Probotics for ruminants. In Probiotics the scientific basis. Edited by R. Fuller Champman and Hall. WINUGROHO, M., A.D. SOEDJANA dan Y. WIDIAWATI. 1995. Evaluasi pemanfaatan Bioplus dan CYC-100 (Saccharomyces cerevisiae) pada sapi ex-import. Pros. Seminar Nasional, Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor. WINUGROHO, M, M. SABRANI, P. PUNARBOWO, Y. WIDIAWATI dan A. THALIB. 1993. Nongenetics approach for selecting rumen fluid containing specific microorganisms (Balitnak Method). Ilmu dan Peternakan 6: 5 – 9.
40
WINUGROHO, M., Y. WIDYASTUTI, SUHARYONO, T. ARTININGSIH, Y. WIDIAWATI dan C. HENDRATNO. 1997. Pengembangan galur mikroba rumen untuk menunjang industri peternakan pedesaan di kawasan timur Indonesia: Determinasi kombinasi mikroba rumen pencerna serat. Kerjasama Balitnak – DRN. WINUGROHO, M, Y YULIANTI, NURLAELIAH, A. WIYONO dan S. MARIJATI. 2000. Strategi Manajemen Pakan dan Pemeliharaan Untuk Memperbaiki Efisiensi (Penyapihan Awal Kinerja Anak-anak yang diberi Suplemen dan Probiotik). Kumpulan Hasil Penelitian APBN tahun Anggaran 2000. Buku I. Balai Penelitian Ternak, Ciawi, Bogor. WINUGROHO, M, Y. WIDYASTUTI, Y. SAEPUDIN dan S. MARIJATI. 2001. Studi Penggunaan Bubuk Kolostrum dan Bioplus Untuk Produksi Susu (Konsistensi Efektifitas Bioplus yang Disimpan pada Ternak Fistula). Kumpulan Hasil Penelitian APBN tahun Anggaran 2001. Balai Penelitian Ternak, Ciawi, Bogor.
