HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian Minyak daun cengkeh merupakan hasil penyulingan daun cengkeh dengan menggunakan metode penyulingan (uap /steam). Minyak daun cengkeh berbentuk cair (oil) dan mempunyai kandungan eugenol. Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan untuk mengevaluasi efektifitas penambahan minyak daun cengkeh pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu. Pengujian secara in vitro dilakukan pada suhu 39oC anaerob dengan kisaran pH 6,5-6,9 yang menyerupai kondisi dalam rumen. Pada penelitian in vitro kondisi rumen dapat ditiru dengan cara memasukkan substrat yang dicampur dengan cairan rumen dan buffer (Larutan McDougall) ke dalam tabung fermentor, kemudian diinkubasi dalam shaker waterbath. Substrat yang digunakan pada pengujian secara in vitro terdiri dari rumput gajah yang telah dikeringkan dan konsentrat serta suplemen yang terdiri dari minyak daun cengkeh, tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu. Pada pengujian secara in vitro penggunaan suplemen tidak dalam 100% BK ransum, tetapi ditambahkan diluar 100% BK ransum yang terdiri dari 60% hijauan dan 40% konsentrat. Hal ini bertujuan untuk memudahkan peternak dalam pengaplikasiannya di lapangan yaitu pada peternakan rakyat, hanya menambahkan suplemen dan tidak merubah formulasi ransum yang sudah ada sehingga diharapkan peternak mudah dalam penerapannya. Penyusunan ransum kontrol didasarkan pada ransum yang umumnya diberikan pada sapi perah, yang biasanya mengandung hijauan lebih tinggi dibanding konsentrat. Pemberian hijauan (sumber serat) yang tinggi pada umumnya akan menurunkan kecernaan pakan, sehingga akan mempengaruhi performa dan produktivitas ternak. Penambahan suplemen pakan (minyak daun cengkeh, tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu) pada pakan tinggi serat ditujukan untuk meningkatkan aktifitas bakteri pendegradasi serat sehingga dapat meningkatkan kecernaan pakan berserat tinggi. Mutu hijauan yang ada di Indonesia cukup rendah, sehingga penggunaan hijauan harus diimbangi dengan pemberian konsentrat sebagai sumber energi. Pencampuran hijauan dan konsentrat dalam ransum diharapkan dapat memenuhi 24
kebutuhan nutrisi ternak ruminansia dibandingkan hanya diberi pakan hijauan saja. Disamping itu penambahan suplemen pakan memberikan sumbangan senyawa sekunder tanaman yang dapat dimanfaatkan dalam saluran pencernaan. Komposisi nutrien bahan yang digunakan dalam penyusunan ransum kontrol dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Kandungan Nutrien Ransum Berdasarkan 100% Bahan Kering Nutrien
(%) K
H
K:H= 40:60
AT
DKS
BK
87,89
19,78
47,02
10,58
79,92
Abu
14,65
6,43
9,72
14,28
10,48
PK
15,.43
14,58
14,92
22,28
14,91
LK
8,57
2,64
5,01
1,76
2,73
SK
6,49
25,.37
17,82
16,78
13,43
Beta-N
54,86
50,98
52,53
44,90
58,45
TDN
76,67
61,91
67,81
69,04
68,29
Keterangan: 1) K=Konsentrat, H= Hijauan (Rumput Gajah), AT= Ampas Teh, DKS= Daun Kembang Sepatu 2) Analisa proksimat Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi, Dramaga Bogor (2011). 3) Perhitungan TDN dengan rumus (Hartadi,1980) Rumus TDN = 92,464 - (3,338 x SK) - (6,945 x LK) - (0,762 x Beta-N) + (1,115 x PK) + (0,031 x SK2) - (0,133 x LK2) + (0,036 x SK x Beta-N) + (0,207 x LK x Beta-N) + (0,1 x LK x PK) - (0,022 x LK x PK)
Kandungan protein kasar dari ransum kontrol (K:H=40;60) sebesar 14,92 %BK dan kadar protein tersebut sudah dapat memenuhi kebutuhan protein ternak sapi perah (NRC, 2001). Pencampuran hijauan dan konsentrat dalam ransum juga mempengaruhi kandungan serat kasar, dimana kandungan serat kasar ransum kontrol (17,82 %BK) lebih rendah dari serat kasar hijauan (25,37 %BK) sehingga mengakibatkan kecernaan ransum lebih tinggi dari pada kecernaan hijauan. Ransum yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari daun rumput gajah, konsentrat, tepung daun kembang sepatu, tepung ampas teh dan minyak daun cengkeh. Hasil analisa kandungan tanin, saponin dan eugenol pada tepung ampas teh, tepung daun kembang sepatu dan minyak daun cengkeh dapat dilihat pada Tabel 4.
25
Tabel 4. Kandungan Tanin, Saponin dan Eugenol pada Ampas Teh, Daun Kembang Sepatu dan Minyak Cengkeh. (% BK)
Bahan
Tanin
Saponin
Ampas Teh*
0,27
1
Daun Kembang Sepatu*
0,53
8,53
Minyak Daun Cengkeh**
Eugenol
55,14
Keterangan: * Analisis di Laboratorium Balai Penelitian Ternak, Ciawi Bogor (2011). ** Analisis di Laboratorium Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik Cimanggu, Bogor (2011).
Pengaruh Perlakaun terhadap Populasi Protozoa Berdasarkan hasil sidik ragam menunjukkan bahwa penambahan minyak daun cengkeh level 0,02 dan 0,04 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu nyata menurunkan (P<0,05) populasi protozoa (Tabel 5). Penambahan minyak daun cengkeh 0,04 mg/ml cairan rumen menghasilkan populasi protozoa terendah dibandingkan perlakuan lainnya. Kelompok (waktu pengambilan cairan rumen) nyata mempengaruhi (P<0,05) populasi protozoa. Tabel 5. Pengaruh Perlakuan terhadap Populasi Protozoa dan Produksi Gas Metan Perlakuan
Protozoa (log 10/ml)
CH 4 (mmol)
A1
4,77 ± 0,22c
65,14 ± 7,02
A2
4,68 ± 0,20c
69,15 ± 21,4
A3
4,46 ± 0,24
b
61,63 ±12,47
A4
4,31 ± 0,30a
57,67 ± 15,56
Keterangan : Superskip pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (p<0.05). A1 = Hijauan : Konsentrat = 60:40 (kontrol) A2 = Kontrol + ampas teh (AT) 2 mg/ml cairan rumen dan daun kembang sepatu (DKS) 0,3 mg/ml cairan rumen (Suplemen1) A3 = Kontrol + Suplemen1 + minyak cengkeh 0,02 mg/ml cairan rumen A4 = Kontrol + Suplemen1 + minyak cengkeh 0,04 mg/ml cairan rumen
Perhitungan populasi protozoa dilakukan pada inkubasi 4 jam, dimana pada jam ke 3-4 protozoa mengalami fase lag (pertumbuhan cepat) sehingga saponin daun kembang sepatu dan tanin ampas teh serta eugenol minyak daun cengkeh yang digunakan efektif untuk menghambat pertumbuhan populasi protozoa. Pemberian tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu dengan kombinasi minyak daun
26
cengkeh dengan taraf 0,02 dan 0,04 mg/ml cairan rumen ke dalam ransum kontrol nyata menurunkan populasi protozoa sebesar 6,50% dan 9,64%. Penurunan populasi protozoa kemungkinan disebabkan oleh adanya saponin yang terkandung dalam tepung daun kembang sepatu. Saponin mampu membentuk ikatan dengan sterol yang terkandung dalam dinding sel protozoa, sehingga mempengaruhi tegangan permukaan membran sel protozoa. Hal
tersebut
mengakibatkan permeabilitas dinding sel meningkat dan akhirnya cairan dari luar sel akan masuk ke dalam sel protozoa. Masuknya cairan dari luar sel mengakibatkan pecahnya dinding sel sehingga protozoa mengalami kematian atau lisis (Hess et al., 2003). Tanin dan eugenol yang terkandung dalam ransum juga diduga dapat menurunkan populasi protozoa, tanin mengikat protein pakan di dalam rumen yang menyebabkan protozoa kekurangan nutrisi untuk tumbuh serta senyawa eugenol dari minyak cengkeh yang dapat merusak membrane sel mikroba rumen. Kombinasi penambahan ketiga senyawa tersebut memberikan pengaruh baik terhadap populasi protozoa. Pada penelitian ini dengan penambahan tepung ampas teh 2 mg/ml cairan rumen (kandungan tanin 0,27 %) dan tepung daun kembang sepatu 0,3 mg/ml cairan rumen (kandungan saponin 8,53%) serta minyak daun cengkeh 0,04mg/ml cairan rumen (kandungan eugenol 55,14%BK) belum optimal menurunkan populasi protozoa dimana hanya menurunkan populasi protozoa sebesar 9,64%, hal ini diduga karena kurangnya level pemberian dan rendahnya kandungan senyawa sekunder tanaman yang terkandung di dalamnya. Berdasarkan penelitian Fitri et al. (2010) kandungan saponin pada ekstrak daun kembang sepatu adalah 23,33% sedangkan berdasarkan analisis Laboratorium Balai Penelitian Ternak Ciawi Bogor (2011) kandungan saponin pada tepung daun kembang sepatu yang digunakan pada penelitian ini hanya sebesar 8,53%. Pada penelitian ini, diduga protozoa akan mampu beradaptasi terhadap keberadaan saponin yang rendah. Hess et al. (2003) yang menyatakan bahwa suplementasi saponin yang berasal dari Sapindus saponaria sebanyak 100 mg/g BK (kandungan saponin 120 mg/g BK) ke dalam ransum pada inkubasi 24 jam dapat menurunkan populasi protozoa hingga 54%. Penurunan protozoa sebagai efek penambahan tanin juga dijelaskan oleh Subrata (2005) bahwa penambahan ampas teh sebanyak 0,67 g setara
27
dengan kandungan tanin 6 mg/gram pada fermentasi bungkil kedelai secara in vitro berpengaruh nyata terhadap penurunan jumlah protozoa yaitu sebanyak 77,03%. Pengaruh Perlakaun terhadap Produksi Gas Metan in vitro Berdasarkan hasil sidik ragam menunjukkan bahwa penambahan minyak daun cengkeh dengan taraf 0,02 dan 0,04 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu ke dalam ransum kontrol tidak nyata menurunkan (P>0,05) produksi metan (Tabel 5). Kelompok (waktu pengambilan cairan rumen) nyata mempengaruhi (P<0,05) produksi gas metan. Penambahan minyak daun cengkeh pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu pada penelitian ini hanya mempengaruhi populasi protozoa belum mempengaruhi produksi gas metan (CH 4 ). Hasil ini tidak sesuai dengan pernyatan Jouany (1991) yang menyatakan bahwa defaunasi akan menyebabkan penurunan produksi gas metan sebanyak 30 sampai 45%.
Hal ini mungkin
disebabkan karena kurangnya taraf pemberian minyak daun cengkeh yang relatif kecil yaitu sebesar 0,02 mg/ml cairan rumen dan 0,04 mg/ml cairan rumen (kandungan eugenol 55,14%). Protozoa memiliki hubungan ekto dan endosimbiosis dalam transfer hidrogen interspesies. Lebih lanjut dijelaskan bahwa sebanyak 70% total metanogen menempel pada protozoa (Jouany, 1991). Sebanyak 9 sampai 25 % metanogenesis dihasilkan dari hubungan simbiosis tersebut (Machmuller et al., 2003). Hidrogen (H 2 ) dan CO 2 hasil fermentasi pakan di dalam rumen akan diubah menjadi CH 4 oleh bakteri metanogen melalui mekanisme transfer hidrogen secara interspesies (Jordan et al., 2006), sehingga penurunan jumlah protozoa juga akan menyebabkan penurunan jumlah produksi gas metan. Bakteri metanogenik (Methanobacterium formicium, Methanomicrobium mobile, Methanobrevibacter ruminantum) akan mengubah H 2 hasil fermentasi pakan menjadi CH 4 dengan persamaan reaksi 4H 2 + CO 2
CH 4 + 2H 2 O.
Terbentuknya metan ini akan menyebabkan kehilangan energi sekitar 7-10% energi pakan, selain itu juga berdampak negatif bagi lingkungan. Defaunasi menyebabkan turunnya mekanisme simbiosis antara metanogen dengan protozoa, sehingga hanya sedikit hidrogen yang dapat dikonversikan menjadi metan (Takahashi, 2006).
28
Pada penelitian ini tidak sesuai dengan penjelasan yang diuraikan di atas karena dengan penambahan tepung ampas teh 2 mg/ml cairan rumen (kandungan tanin 0,27 %) dan tepung daun kembang sepatu 0,3 mg/ml cairan rumen (kandungan saponin 8,53%) serta minyak daun cengkeh 0,04 mg/ml cairan rumen (kandungan eugenol 55,14%BK) belum bisa menurunkan produksi metan walaupun protozoa sudah menurun hingga 9,64%. Hal ini diduga karena kurangnya level pemberian dan rendahnya kandungan senyawa sekunder tanaman yang ada di dalam bahan, serta masih rendahnya penurunan populasi protozoa sehingga pengaruh terhadap metan belum terlihat. Pengaruh Perlakaun terhadap Populasi Bakteri Amilolitik, Bakteri Selulolitik dan Bakteri Proteolitik Mikroorganisme yang ada di dalam rumen dapat hidup dan melakukan aktivitasnya apabila kondisi lingkungannya mendukung. Populasi bakteri rumen total merupakan salah satu cerminan metabolism yang terjadi di dalam rumen. Bakteri dapat hidup optimum pada pH 5,5-7,0 dalam kondisi tanpa oksigen, suhu antara 3940 ºC dan adanya produk fermentasi pada konsentrasi sedang (Hungate, 1966). Bakteri Amilolitik Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa penambahan minyak daun cengkeh 0,02 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu tidak nyata meningkatkan (P>0,05) populasi bakteri amilolitik, namun dengan penambahan 0,04 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu nyata meningkatkan (P<0,05) populasi bakteri amilolitik (Tabel 6). Kelompok (waktu pengambilan cairan rumen) tidak nyata mempengaruhi (P>0,05) populasi bakteri amilolitik. Penambahan minyak daun cengkeh 0,04 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu ke dalam ransum kontrol nyata meningkatkan populasi bakteri amilolitik sebesar 10,48%. Populasi bakteri amilolitik nyata meningkat dengan semakin bertambahnya taraf minyak daun cengkeh yang diberikan. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian minyak daun cengkeh sampai taraf 0,04 mg/ml cairan rumen tidak memiliki dampak negatif terhadap populasi bakteri amilolitik. Peningkatan populasi bakteri amilolitik ini diduga berkaitan dengan penurunan populasi protozoa dengan pemberian minyak
29
cengkeh. Protozoa dan bakteri amilolitik sama-sama menggunakan pati sebagai substratnya, sehingga penurunan populasi protozoa dapat meningkatkan ketersediaan pati dan menstimulasi pertumbuhan bakteri amilolitik. Tabel 6. Pengaruh Perlakuan terhadap Populasi Bakteri Amilolitik, Selulolitik, dan Proteolitik Perlakuan
Parameter (log 10/ml) Amilolitik
Selulolitik
Proteolitik
A1
6,87 ± 0,25a
6,36 ± 0,84
6,68 ± 0,46
A2
6,51 ± 0,42
a
6,25 ± 0,73
7,02 ± 0,48
A3
6,78 ± 0,11a
6,46 ± 0,32
6,72 ± 0,53
A4
7,59 ± 0,78b
6,36 ± 1,17
6,96 ± 0,95
Keterangan :
Superskrip pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0,05). A1 = Hijauan : Konsentrat = 60:40 (kontrol) A2 = Kontrol + ampas teh (AT) 2 mg/ml cairan rumen dan daun kembang sepatu (DKS) 0,3 mg/ml cairan rumen (Suplemen1) A3 = Kontrol + Suplemen1 + minyak cengkeh 0,02 mg/ml cairan rumen A4 = Kontrol + Suplemen1 + minyak cengkeh 0,04 mg/ml cairan rumen
Bakteri Selulolitik Berdasarkan hasil sidik ragam penambahan minyak daun cengkeh dengan taraf 0,02 dan 0,04 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu ke dalam ransum kontrol tidak nyata meningkatkan (P>0,05) populasi bakteri selulolitik (Tabel 6). Kelompok (waktu pengambilan cairan rumen) tidak nyata mempengaruhi (P>0,05) populasi bakteri selulolitik. Penurunan populasi protozoa dengan pemberian minyak daun cengkeh belum dapat menstimulasi pertumbuhan bakteri selulolitik. Kandungan serat kasar sangat berpengaruh pada nilai kecernaan, semakin tinggi kandungan serat kasar maka kecernaan akan semakin rendah, karena pencernaan serat sangat tergantung pada kemampuan mikroba rumen (McDonald et al., 2002). Kandungan serat kasar yang tinggi akan mempengaruhi populasi bakteri pecerna serat kasar di dalam rumen. Penggunaan tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu yang mengandung serat tinggi pada penelitian ini juga belum dapat menstimulasi pertumbuhan bakteri selulolitik yang mengandalkan serat sebagai substrat.
30
Bakteri Proteolitik Berdasarkan hasil sidik ragam penambahan minyak daun cengkeh sampai taraf 0,04 mg/ml cairan rumen pada kombinasi tepung ampas teh dan tepung daun kembang sepatu ke dalam ransum kontrol tidak nyata meningkatkan (P>0,05) populasi bakteri proteolitik (Tabel 6). Kelompok (waktu pengambilan cairan rumen) tidak nyata mempengaruhi (P>0,05) populasi bakteri proteolitik. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan minyak cengkeh yang mengandung eugenol tidak mengganggu pertumbuhan bakteri proteolitik. Bakteri proteolitik menghasilkan enzim protease yang mampu menghidrolisis protein ransum menjadi oligopeptida untuk kemudian diubah menjadi asam ketoalpha dan amonia (Sutardi et al., 1980). Busquet et al. (2006) melaporkan bahwa ternak ruminansia masih dapat mentoleransi keberadaan eugenol dalam ransum dalam taraf yang kecil (2-3 % dalam ransum). Kandungan tanin pada ampas teh (0,27%) dan saponin pada daun kembang sepatu (8,53%) yang diberikan pada penelitian ini tergolong rendah sehingga bakteri mampu beradaptasi terhadap saponin dan tanin yang terkandung dalam ransum, serta diduga mampu didegradasi oleh bakteri pencerna tanin dan oleh bakteri toleran terhadap tanin sehingga kandungan tanin dalam ampas teh pada penelitian ini diduga masih tergolong rendah untuk dapat mengganggu aktivitas bakteri proteolitik.
31
