TINJAUAN PUSTAKA Ayam Ras Petelur Ayam ras adalah jenis ayam dari luar negeri yang bersifat unggul sesuai dengan tujuan pemeliharaan karena telah mengalami perbaikan mutu genetis. Jenis ayam ini ada dua tipe, yaitu tipe pedaging dan tipe petelur. Ayam tipe petelur memiliki karakteristik bersifat nervous atau mudah terkejut, bentuk tubuh ramping, cuping telinga berwarna putih. Karakteristik lainnya yaitu produksi telur tinggi (200 butir/ekor/tahun) efisiensi dalam penggunaan ransum untuk membentuk telur dan tidak memiliki sifat mengeram (Suprijatna et al.,2008). Ayam yang dipelihara sekarang ini termasuk kedalam subspesies Gallus gallus domesticus, sedangkan yang masih liar ada empat spesies yaitu (1) Gallus gallus (Red Jungle Fowl memiliki penyebaran yang paling luas mulai dari pakistan ke China, Hainan, India, Burma, dan pada pulau-pulau seperti Sumatra, Jawa, dan Bali), (2) Gallus lafayetti (Ceylon Jungle Fowl di Sri Lanka), (3) Gallus sonneratti (Grey Jungle Fowl di India barat daya), dan (4) Gallus varius (Green Jungle Fowl di Jawa, Bali, Lombok, Sumbawa, Flores, dan pulau kecil di sekitarnya) (Crawford, 1993; Diwyanto dan Prijono, 2007). Red Jungle Fowl berhasil menyebar di banyak tempat, dibandingkan Jungle Fowl yang lain Gallus gallus (Red Jungle Fowl) memberikan kontribusi utama untuk keberadaan unggas domestik (Crawford, 1993). Biosekuriti pada Peternakan Ayam Petelur Biosekuriti merupakan sistem yang merupakan bagiam internal dari suksesnya sistem produksi suatu peternakan unggas, khususnya ayam petelur dalam mengurangi resiko dan konsekuensi dari masuknya penyakit infeksius terhadap unggas maupun manusia. Biosekuriti merupakan semua praktek-praktek manajemen yang diberlakukan untuk mencegah organisme penyebab penyakit ayam serta zoonosis yang masuk dan keluar peternakan (Payne, 2000). Menjaga kebersihan perkandangan terutama di sekitar area kandang dan gudang penyimpanan telur sangat penting dilakukan dalam pelaksanaan biosekuriti. Kotoran ayam sebaiknya tidak ditampung di dalam area peternakan terlalu lama. Hal ini penting dan baik untuk meminimalisir adanya hewan mengerat dan serangga (lalat) dan memaksimalkan sinar matahari sebagai desinfektan masuk ke dalam lingkungan perkandangan.
Pengunjung diharapkan untuk tidak memasuki area 3
perkandangan karena merupakan salah satu agen berbahaya untuk keamanan dan kesehatan ternak di dalam kandang (Arzey, 2007). Telur Telur ayam segar konsumsi menurut Dewan Standarisasi Nasional (1995) dalam SNI 01-3926-1995 adalah telur ayam yang tidak mengalami proses pendinginan dan tidak mengalami penanganan pengawetan serta menunjukkan tandatanda pertumbuhan embrio yang jelas, kuning telur belum tercampur dengan putih telur, utuh dan bersih. Buckle (2007) menyatakan bahwa, telur ayam mempunyai struktur yang sangat khusus yang mengandung zat gizi yang cukup untuk mengembangkan sel yang telah dibuahi menjadi seekor anak ayam. Ketiga komponen pokok telur adalah : kuning telur, putih telur atau albumen dan kuning telur. Secara lebih terperinci struktur telur dapat dibagi menjadi 9 bagian, yaitu 1) Kulit telur dengan permukaan yang agak berbintik-bintik; 2) Membran kulit luar dan dalam yang tipis, berpisah pada ujung yang tumpul dan membentuk ruang udara; 3) Putih telur bagian luar yang tipis dan berupa cairan; 4) Putih telur yang kental dan kokoh berbentuk kantung albumen; 5) Putih telur bagian dalam yang tipis dan berupa cairan; 6) Struktur keruh berserat yang terlihat pada kedua ujung kuning telur. Ini dikenal sebagai khalaza dan berfungsi memantapkan posisi kuning telur; 7) Lapisan tipis yang mengelilingi kuning telur, dan disebut membrane fitelin; 8) Benih atau bastodisc yang terlihat sebagai bintik kecil pada permukaan kuning telur dan dalam telur yang terbuahi, benih ini berkembang menjadi anak ayam; 9) Kuning telur, yang terbagi menjadi kuning telur berwarna putih berbentuk vas, bermula dari benih ke pusat kuning telur, dan kuning telur yang berlapis yang merupakan bagian terbesar. Telur dan produknya merupakan makanan perantara yang paling sering ditemukan sebagai media penyebaran Salmonella (Gantois et al.,2009). Telur sebagai sumber protein hewani harus dijamin keamanan pangannya bagi konsumen sebab telur merupakan media tumbuh yang baik bagi mikroba yang dapat menyebabkan terjadinya keracunan makanan pada konsumen (Fardiaz, 1996).
4
Kutikula Kerabang Membran Luar Kantong Udara Membran Dalam Putih Telur Membran Vitelin Kuning Telur Gambar 1. Struktur Bagian-Bagian Telur Sumber: Gantois et al.,2009
Kerabang Telur Kerabang telur merupakan lapisan terluar dengan struktur yang keras sebagai pertahanan mekanis terhadap berbagai sumber kontaminasi, sebagian besar terdiri dari CaCO3 dengan matriks yang terdiri dari protein dan polisakarida (AEB 2005). Sim dan Hoon (2006) melaporkan bahwa matriks protein kerabang telur mampu menghambat bakteri Pseudomonas aureginosa, Bacillus cereus, dan Staphylococcus aureus dengan kuat, tetapi lemah terhadap Escherichia coli dan S. enteritidis. Menurut Yamamoto et al (1996) kerabang telur sebagian besar dibentuk oleh kalsium karbonat (CaCO3), dengan sedikit sodium, potassium, dan magnesium. Putih Telur Putih telur tersusun atas empat lapisan yang berbeda yaitu lapisan encer luar (hampir dekat dengan membran luar kerabang) sebesar 23%, lapisan kental luar sebesar 57%, lapisan encer dalam sebesar 19% dan lapisan kental sebesar 11% dengan chalaziferus.
Perbedaan kekentalan ini disebabkan oleh perbedaan
perbedaan kandungan air pada masing-masing lapisan tersebut. Bagian putih telur yang mengikat putih telur dengan kuning telur adalah khalaza. Khalaza adalah serabut-serabut protein telur yang berbentuk spiral. Susunan putih telur mungkin berubah, tergantung pada induk, kondisi lingkungan, ukuran telur dan tingkat produksi (Mine, 2008).
5
Selain kekenyalan yang cukup tinggi dari putih telur, menurut Humprey (1994) putih telur memiliki pertahanan kimiawi antara lain: pH basa, lisosim, dan ovotransferin. Beberapa tahun belakangan ini, telah dilaporkan aktifitas “pore-forming” yang merupakan mekanisme baru yang dimiliki oleh lisosim dan ovotransferin. Lisosim menunjukan kemampuan melakukan penetrasi pada bakteri gram negatif dengan mengurangi ikatan disulfida dan memperluas kemampuan hidrofobiknya pada permukaan enzim lisosim, aktivitas ini terlepas dari aktivitas muramidase yang dimilikinya. Sedangkan aktivitas bakterisidal ovotransferin lainnya, selain dari kemampuan besi chelatnya adalah adanya kationik peptida dalam lobus N ovotransferin yang mampu melintasi mebran terluar dari bakteri gram negatif dan merusak membran sitoplasma bakteri tersebut (Lu et al. 2003 & Touch et al. 2004). Kuning Telur Kuning telur terletak di pusat telur dan berwarna kuning dan terdiri 30% dari telur utuh. Kuning telur terdiri dari dua tipe emulsi lipoprotein yaitu kuning agak tua dan kuning cerah. Kuning telur berwarna mulai dari kuning pucat sekali sampai orange tua kemerahan. Hal ini disebabkan oleh pigmen dalam pakan ternak ayam, seperti betakarotein (Brown, 2000). Menurut Yamamoto et al (1996) kuning telur dikelilingi oleh membran vitellin. Kuning telur terdiri dari 2 tipe emulsi lipoprotein, yaitu kuning telur yang sangat kuning dan kuning telur yang terang, kuning telur yang sangat kuning dibentuk di siang hari, sedangkan kuning telur terang dibentuk pada malam hari, saat konsentrasi protein di dalam serum darah lebih rendah dibandingkan pada saat siang hari. Kuning telur tersusun dari lemak dan protein yang bergabung membentuk lipoporotein. Enam puluh persen berat kuning telur kering terdiri dari low density lipoproteins (LDL) dan sisanya terdiri dari produk sintesis hati melalui mekanisme estrogen (Bell dan Weaver, 2002). Sistem Reproduksi Ayam Betina Sistem reproduksi ayam terdiri dari indung telur (ovarium) dan saluran yang menghubungkan indung telur dan rahim (oviduk). Oviduk terdiri dari infundibulum, magnum, isthmus, uterus, vagina, dan kloaka (Bell dan Weaver, 2002). Alat dan saluran reproduksi ayam diperlihatkan pada Gambar 1.
6
Pertumbuhan ovarium sangat cepat pada awal dewasa kelamin. Ovarium mengandung banyak oosit (Appleby et al., 2004).
Bell dan Weaver (2002)
menyatakan bahwa 11 hari sebelum ayam petelur mengeluarkan telur pertamanya, perubahan struktur hormonal terjadi.
Follicle Stimulating Hormone (FSH)
diproduksi oleh kelenjar otak bagian depan yang menyebabkan ukuran folikel di ovarium membesar.
Aktivitas ovarium mulai membangkitkan hormon estrogen,
progesteron, dan testosteron. Tingginya kandungan estrogen pada plasma darah menginisiasi perkembangan medullary bone untuk menstimulasi protein kuning telur dan pembentukan lemak pada hati, meningkatkan ukuran oviduk, memungkinkan oviduk untuk memproduksi protein putih telur, membran kerabang telur, kalsium karbonat untuk pembentukan kerabang dan kutikula. Bahan pembuatan kuning telur diproduksi di hati dan diangkut oleh sistem sirkulasi secara langsung untuk membentuk ovarium.
Folikel dikelilingi pembuluh darah, kecuali pada bagian
stigma. Apabila ovum masak, stigma akan robek sehingga terjadi ovulasi. Folikel kecil putih yang belum dewasa lebih rentan terhadap serangan Salmonella daripada folikel kecil yang lebih dewasa dan yang kuning besar. S. enteritidis dan S. typhi memiliki kemampuan yang sama untuk mengkoloni ovarium, tetapi S. enteritidis mempunyai kemampuan khusus untuk berinteraksi dan menyerang folikel sebelum ovulasi (Gantois et al.,2009). Romanoff dan Romanoff (1963) menyatakan, organ reproduksi ayam betina dewasa terdiri dari beberapa bagianseperti dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Organ Reproduksi Unggas Betina (Rommanof & Romanoff, 1963)
Fungsi dari bagian-bagian saluran reproduksi unggas betina ini berkaitan langsung dengan proses pembentukan telur yang secara ringkas diuraikan sebagai 7
berikut : 1) semenjak anak ayam menetas, terdapat dua organ reproduksi. Selanjutnya yang berkembang dan berfungsi pada umumnya adalah bagian kiri; 2) pada saat unggas betina beumur sekitar 5-6 bulan, organ reproduksi mengalami pematangan, yang kemudian ditandai dengan masak kelamin; 3) sel telur (ovum) diproduksi oleh ovary. Setelah sekitar 9-10 hari, maka ovum tersebut siap diovulasikan. Proses pembesaran dan pematangan ovum ini atas peran dari hormon FSH (Folicle Stimulating Hormon), sedangkan proses ovulasi terjadi karena peran dari hormon LH (Lutheneizing Hormon). Ovulasi adalah proses lepasnya ovum dari ovarium. Ovulasi ini terjadi di daerah stigma, yaitu bagian dari sel telur yang tidak terdapat pembuluh darah; 4) pada saat ovulasi, ovum ditangkap oleh infundibulum. Infundibulum adalah bagian paling atas dari oviduct yang bentuknya seperti corong. Panjang infundibulum 9 cm, dan ovum berada disini sekitar 15-30 menit; 5) dari infundibulum, ovum bergerak secara peristaltik menuju magnum. Panjang magnum sekitar 33 cm dan berada di magnum sekitar 3 jam. Sel-sel pada dinding magnum memproduksi putih telur kental (albumen); 6) selanjutnya bergerak ke isthmus, yang panjangnya sekitar 1 cm dan selama 1,25-1,50 jam berada di isthmus. Dalam isthmus, diberi tambahan dua selaput telur dan garam-garam mineral. Disamping itu juga terjadi plumping fluid, yaitu penambahan air untuk mengencangkan isi telur; 7) penambahan kerabang terjadi di bagian uterus, panjangnya 10-12 cm. Proses pembentukan kerabang antara 18-20 jam. Setelah kerabang telur terbentuk, maka diberi tambahan selaput lilin yang disebut kutikula; 8) selanjutnya telur menuju vagina yang panjangnya sekitar 12 cm dan hanya beberapa saat disini. Di vagina terjadi oviposition, selanjutnya di keluarkan melalui kloaka; 9) sekitar 15-40 menit setelah telur dikeluarkan dari tubuh induk, terjadi ovulasi ovum berikutnya (Bell, 2002). Salmonella spp Salmonella adalah bakteri gram negatif yang tidak berspora, berbentuk batang kecil dan tumbuh dengan optimum pada suhu 35ºC sampai 37ºC. Salmonella diklasifikasikan ke dalam dua spesies, yaitu Salmonella enterica dan Salmonella bongori. Unggas dapat terinfeksi oleh berbagai jenis Salmonella enterica, beberapa jenisnya seperti S. pullorum dan S. gallinarum yang merupakan bakteri spesifik yang dibawa oleh ayam. Adapun jenis lainnya seperti S. Thypimurium, S. enteritidis dan S.
8
heidelberg dapat menginfeksi lebih banyak inang seperti unggas, babi, sapi, telur serta produk-produk segar lainnya (Hong et al., 2003). Salmonella pada unggas biasanya diperoleh dari jaringan reproduksi, yaitu ovarium dan oviduk sampai rongga selaput perut, selain itu bakteri ini dapat ditemukan di saluran pencernaan seperti pada usus besar.
Ayam yang mampu
bertahan akibat serangan Salmonella dapat menularkan bakteri dengan cara menghasilkan telur ayam yang mengandung Salmonella. Kontaminasi Salmonella pada telur ayam ras mulai dari pembentukan telur di dalam tubuh induk, karena induknya terkena infeksi Salmonella di ovarium, oleh sebab itu, patogen ini disebut dengan Salmonella transovarian.
Selain melalui jalur vertikal, kontaminasi
Salmonella dapat juga terjadi secara horizontal melalui penularan yang berasal dari ayam lain (Gantois et al., 2009). Sebagai sumber pencemaran dari saluran usus, Salmonella dapat ditemukan di air, terutama air yang tercemar.
Siklus ini
berlangsung terus sampai pengiriman produk dan pakan hewan ke luar negeri. Pengiriman produk dan pakan hewan berperan terhadap penyebaran Salmonella (Jay et al., 2005). S. enteritidis dapat ditemukan di isi telur sehingga berdasarkan transmisi tersebut, baik putih telur atau kuning telur dapat terkontaminasi.
Letak yang
dominan dari kontaminasi S. enteritidis masih belum jelas. Secara umum, diyakini bahwa kontaminasi secara vertikal ini terjadi di putih telur (Humphrey et al., 1991), yaitu pada membran kuning telur (membran vitelin) yang berada di sekitar putih dan kuning telur (Gast et al., 2002). Faktor yang memudahkan perpindahan menuju kuning telur tersebut antara lain adanya struktur permukaan bakteri berupa fimbriae dan flagella yang memudahkan motilitas bakteri bergerak menuju kuning telur (Grijspeerdt et al., 2004). Salmonellosis Faktor-faktor yang dapat menyebabkan unggas rentan terhadap Salmonella adalah umur unggas, jenis Salmonella dan banyaknya jumlah bakteri yang masuk, stres yang disebabkan oleh lingkungan, transportasi, penyakit, adanya pakan aditif seperti anti mikroba dan anti jamur, pH dalam perut rendah, dan latar belakang genetik. Ayam sangat mudah terinfeksi Salmonella dan kolonisasi usus mulai dari penetasan sampai umur 96 jam (Foley et al.,2008). Keparahan salmonellosis pada 9
unggas sangat tergantung pada serotype dan strain bakteri; umur, genetik inang; dan pintu masuk infeksi (Gast, 2003). Jay et al. (2005) menjelaskan bahwa khusus untuk S. enteritidis dapat ditemukan di dalam telur dan ovarium ayam yang bertelur, dengan kemungkinan jalur penularan, 1) Transovarium; 2) Translokasi dari peritonium ke kantong kuning telur atau oviduk; 3) Menembus kerabang telur sewaktu telur bergulir menuju kloaka; 4) Mencuci telur; 5) Pengolahan makanan. Gejala penyakit pada ayam yang terinfeksi oleh Salmonella biasanya banyak dilihat pada ayam yang masih muda. Ayam muda yang terinfeksi salmonellosis oleh S. enteritidis atau S. Typhymurium dapat menunjukkan gejala seperti depresi, kehilangan bobot badan, bergerombol dalam kelompok, tidak mau bergerak, mengantuk, dehidrasi, feses berwarna putih dan noda pada kloaka. Selama dua minggu awal kehidupan ayam akan mengalami gagal pertumbuhan dan menjadi kerdil (Saeed, 1999). Dhillon et al., (1999) menyatakan bahwa infeksi 108 colony forming unit (CFU) Salmonella pada ayam tidak menimbulkan gejala klinis (subklinis). Oleh karena itu pengendalian salmonellsis merupakan masalah utama pada industri peternakan khususnya peternakan ayam (Gast, 2003). Proses perlekatan Salmonella pada sel epitel usus inang merupakan tahap yang sangat penting yang mengawali terjadinya infeksi (Gast, 2003). Salmonella dapat masuk ke dalam telur dengan dua cara, yaitu melalui jalur vertikal dan horizontal. Jalur vertikal dimulai saat unggas dewasa kelamin, Salmonella mengkoloni ovarium, dan saluran reproduksi ayam betina. Diantara berbagai jenis Salmonella, jenis S. Typhymurium dan S. enteritidis dapat menginfeksi isthmus dan masuk ke dalam telur selama proses pembentukan. Jalur horizontal dapat terjadi melalui permukaan terluar kerabang telur. Kerabang telur dapat terkontaminasi oleh Salmonella melalui feses, selain itu Salmonella dapat masuk ke dalam telur khususnya saat berada di dalam inkubator dan mesin penetas (Chao et al., 2007; Gantois et al., 2009). Jalur penyebaran Salmonella dapat dilihat pada Gambar 3. Patogenesa Salmonella spp hingga menyebabkan terjadinya diare dbagi dalam tiga tahap, yaitu (1) kolonisasi di usus, (2) perusakan lapisan epitel usus dan invasi mukosa yang dapat meyebabkan terjadinya peradangan akut pada usus. Peradangan akut ini dapat menghambat penyerapan air dan elektrolit terutama 10
natrium, meningkatkan motilitas kolon serta merangsang refleks defekasi. Tahap ini terjadi pada bagian vili dari ileum dan kolon, (3) tahap penggertakan atau pengeluaran cairan. Infeksi Salmonella spp akan menghasilkan enterotoksin serta mengakibatkan aktivitas enzim adenilsiklase di mukosa usus. Aktivitas enzim adenilsiklase dan enterotoksin dapat menginduksi respon sekretori dari sel epitel usus untuk mengeluarkan air dan elektrolit sehingga terjadi akumulasi cairan dalam lumen usus (Lay dan Hastowo 1992, Giannella 2006).
1
3 2
Gambar 3. Jalur Penyebaran Salmonella enteritidis Sumber: Gantois et al. (2009)
Probiotik Lactobacillus acidophilus Pengertian Probiotik Probiotik merupakan mikroorganisme hidup yang diaplikasikan secara oral dengan tujuan untuk meningkatkan kesehatan ternak dengan cara memanipulasi komposisi bakteri yang ada dalam saluran pencernaan ternak. Alternatif penggunaan probiotik yang dilakukan oleh para peternak disebabkan karena beberapa negara telah melakukan pelaranggan penggunaan antibiotika sebagai growth promotor serta kecenderungan terjadinya resistensi bakteri-bakteri patogen terhadap antibiotika tertentu (Revolledo et al.,2006). 11
Sumber probiotik dapat berupa bakteri atau kapang yang berasal dari mikroorganisme saluran pencernaan hewan (Lopez, 2000). Beberapa bakteri yang telah digunakan sebagai probiotik yaitu Lactobacillus dan Bacillus subtilis. Sedangkan kapang atau jamur yang dipergunakan sebagai probiotik adalah Saccharomyces cerevisiae dan Aspergillus oryzae (Lopez, 2000). Probiotik tidak menimbulkan residu, probiotik tidak diserap oleh saluran pencernaan inang dan tidak menyebabkan mutasi pada mikroorganisme yang lain (Lopez, 2000). Fungsi Probiotik Sjofjan et al. (2003), juga menambahkan bahwa pemberian probiotik berguna dalam meningkatkan produktivitas, mencegah penyakit dan mengurangi penggunaan antibiotik bahkan dapat mengurangi bau amonia di dalam kandang. Bakteri asam laktat (BAL) adalah kelompok bakteri yang mampu mengubah karbohidrat (glukosa) menjadi asam laktat. Efek bakterisidal dari asam laktat berkaitan dengan penurunan pH lingkungan menjadi 3 sampai 4,5 sehingga pertumbuhan
bakteri
lain
termasuk
bakteri
pembusuk
akan
terhambat.
Mikroorganisme umumnya dapat tumbuh pada kisaran nilai pH 6-8 (Buckle et al, 1987). Karakteristik Probiotik Karakteristik probiotik yang baik adalah mengandung bakteri atau sel kapang (yeast) hidup dalam jumlah yang besar, strain yang spesifik dari inang, satu atau lebih strain yang berspektrum luas, bakteri atau kapang harus dapat mencapai dan berkolonisasi di dalam saluran pencernaan, tahan terhadap cairan gastrik dan asam empedu dan ketika di dalam saluran pencernaan, bakteri atau kapang cepat menjadi aktif dan mampu memberikan manfaat peningkatan performan inang serta stabil dan dapat disimpan dalam waktu panjang pada kondisi lapangan (Fuller, 1992; Lopez, 2000). Pemanfaatan BAL oleh manusia telah dilakukan sejak lama, yaitu untuk proses fermentasi makanan salah satunya pada daging yang difermentasi sebagai contoh sosis fermentasi atau salami. Bakteri asam laktat yang paling banyak ditemukan dalam daging fermentasi adalah strain Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, dan Streptococcus. Mikroorganisme ini merupakan bakteri yang bisa terdapat dimana saja dan bersifat sangat kompetitif. Mikroorganisme ini 12
membutuhkan banyak nutrisi untuk tubuh, daging dapat meyediakan kebutuhan tersebut. Mikroorganisme ini merupakan beberapa gula menjadi asam laktat dan hasil metabolisme lainnya. Mikroorganisme ini bisa tumbuh dengan atau tanpa udara, tetapi sangat cepat menghasilkan asam tanpa kehadiran udara. Bakteri asam laktat juga sangat tahan terhadap garam dan tumbuh baik pada formulasi sosis (Food Safety and Inspection Service, 2005). Secara umum grup inti bakteri asam laktat terdiri dari 4 genus yaitu Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus dan Streptococcus yang didasarkan pada ciri morfologi, tipe fermentasi, kemampuan tumbuh pada suhu yang berbeda, sifat stereospesifik (D atau L laktik), serta toleran terhadap asam dan basa. Klasifikasi bakteri asam laktat terus berkembang, sehingga genus Lactobabacillus menjadi Lactobacillus dan Carnobacterium. Genus Streptococcus menjadi 4 yaitu Streptococcus, Lactococcus, Vagacoccus dan Enterococcus. Genus Pediococcus menjadi Pediococcus, Tetratogenococcus, dan Aerococcus. Sementara pada genus Leuconostoc tidak ada perubahan. Klasifikasi tersebut dihasilkan dengan mempertimbangkan komposisi asam lemak pada membran sel, motilitas dan urutan rRNA, serta persen guanin dan sitosin pada DNA. Klasifikasi spesies sering juga dicantumkan toleransinya terhadap garam dan pH, pertumbuhan terhadap suhu yang berbeda dan konfigurasi produksi asam laktat. Perbedaan fenotip atau sifat biokimia dibedakan dalam kemampuan memfermentasi karbohidrat, hidrolisis arginin, pembentukan asetosin, kemampuan tumbuh pada garam empedu, kemampuan menghemolisis, produksi polisakarida ekstraseluler, faktor pertumbuhannya, dihasilkannya beberapa enzim, kemampuan tumbuh pada susu dan perbedaan dalam serologinya (Pot et al., 1994; Axelsson, 1998). Bedasarkan metabolismenya bakteri dapat
digolongkan
dalam
dua
kelompok
yaitu
homofermentatif
dan
heterofermentatif. Kelompok homofermentatif adalah kelompok bakteri asam laktat yang mampu mengubah glukosa menjadi asam laktat dan kelompok bakteri asam laktat heterofermentatif adalah yang memfermentasi glukosa menjadi asam laktat, etanol/ asam asetat dan CO 2 (Fardiaz, 1989). Terdapat monostrain, multistrain dan multispecies probiotik. Monostrain probiotik mengandung satu species, multistrain probiotik mengandung lebih dari satu strain bakteri dari satu species atau genus yang
13
sama, sedangkan multispecies probiotik mengandung beberapa strain bakteri dari species atau genus yang berbeda (Timmerman et al., 2004). Bakteri L. acidophilus merupakan salah satu spesies penyusun mikroflora alami usus yang mampu melewati hambatan-hambatan di dalam saluran pencernaan. Spesies ini resisten terhadap enzim dalam air liur, asam lambung dan asam empedu sehingga mampu mencapai usus dalam keadaan hidup. L. acidophilus banyak ditemukan pada bagian akhir usus halus dan bagian awal usus besar. Bakteri ini mampu memproduksi berbagai zat metabolit, seperti : asam organik, hidrogen peroksida dan berbagai bakteriosin yang dapat menghambat perkembangan bakteri patogen (Kanbe, 1992). Karakteristik L. acidophilus adalah (1) tidak tumbuh pada suhu 15ºC dan tidak memfermentasi ribosa, (2) optimum pertumbuhan pada suhu 3538ºC dan pH optimum 5,5-6,0 (3) pada susu sapi memproduksi 0,30%-1,90% DL asam laktat, (4) dapat menggunakan komponen nutrisi, yaitu asetat (asam mevalonat), riboflavin, asam pantothenat, kalsium, niasin dan asam folat, (5) memproduksi
threonin
aldolase
dan
alkohol
dehydrogenase
yang
akan
mempengaruhi aroma (Nakazawa dan Hosono, 1992). L. acidophilus mempunyai ketahanan terhadap asam lambung buatan dengan pH 2,5 selama 3 jam dan bakteriosin yang dihasilkan tetap aktif pada ph 3 sampai ph 10 (Oh dan Worobo, 2000). Secara fisiologis L. acidophilus adalah meningkatkan mikroflora usus karena L. acidophilus dapat hidup di usus. Efek pertumbuhan yang ditunjukkan adalah membentu memanfaatkan nutrisi secara efisien terutama dari kalsium, protein, besi, dan fosfor pada proses fermentasi yang menghasilkan asam laktat. Kerja intensif pada aktifitas β-galaktosidase lebih baik dalam hal menekan bakteri penghasil gas dalam saluran pencernaan. L. acidophilus diduga menurunkan kadar kolesterol, mengontrol pertumbuhan kanker melalui aktivitas enzimnya yang mampu menurunkan produksi karsinogeni dan mencegah perkembangan kanker di dalam pencernaan (Nakazawa dan Hosono, 1992). L. acidophilus mensekresikan senyawa metabolit, bakteriosin, asam organik dan H 2 O 2 yang dapat menghambat perlekatan dan pertumbuhan bakteri patogen, serta molekul koagregasi yang menghambat penyebaran bakteri patogen.
L.
acidophilus menghasilkan D(-) asam laktat yang berfungsi memperbaiki ketersediaan
14
biologis mineral, sehingga memperbaiki penyerapn mineral, terutama kalsium, sebab kalsium lebih mudah diserap dalam kondisi asam (Surono, 2004). Mekanisme Kerja Probiotik Mekanisme kerja probiotik adalah pertama dapat menghasilkan asam, sehingga
pH
menjadi
rendah,
keadaan
ini
tidak
menguntungkan
bagi
mikroorganisme patogen. Kedua beberapa mikroba probiotik dapat menghasilkan bahan antimikroba (bakteriosin) yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba lain yang tidak menguntungkan. Ketiga mikroba probiotik dapat berkembang biak di dalam saluran pencernaan dan berkompetisi dengan mikroba patogen.
Keempat
berkompetisi dengan mikroba patogen untuk berikatan dengan reseptor yang sama (Lopez, 2000). Dalam saluran pencernaan unggas terdapat dua tipe populasi bakteri yaitu bakteri yang berasosiasi dengan lapisan epitel dan bakteri yang bebas dalam lumen. Komposisi mikrobiota dalam saluran pencernaan sangat dipengaruhi oleh diet dan umur hewan (Mathew, 2001; Lu et al., 2003). Distribusi dominasi mikroba dalam saluran pencernaan berbeda pada setiap bagian saluran pencernaan (Tabel 1, Gambar 4 dan Gambar 5), misalnya dominasi mikroba dalam sekum berbeda dengan dominasi mikroba dalam ileum (Lu et al., 2003; Spring, 1997). Pada ayam yang diberi pakan tanpa protein hewani, mikroba yang dominan dalam ileum adalah Lactobacillaceae (gambar 4). Jumlah Lactobacillaceae adalah 70% dari jumlah mikrobiota dalam ileum. Berbeda dengan ileum, clostridiaceae merupakan jenis mikroba yang dominan dalam sekum (gambar 5).
Ayam dewasa mempunyai
komposisi mikroba yang lebih kompleks dibandingkan anak ayam. Pemberian mikroba saluran pencernaan ayam dewasa pada anak ayam yang baru menetas ternyata dapat melindungi anak ayam tersebut dari infeksi Salmonella. Fenomena ini disebut competitive exclusion atau Nurmi concept (Mead, 1998). Fungsi mikrobiota endogen yang hidup dalam usus antara lain mencegah kolonisasi mikroorganisme patogen dalam usus. Kultur competitive exclusion merupakan suatu produk probiotik yang diperoleh dari mikroba intestinal dari inang dewasa yang bebas patogen (Seo et al., 2000). Probiotik dapat mempertahankan keseimbangan mikroorganisme menguntungkan dan mengeleliminasi mikroorganisme patogen melalui competitive exclusion (Pascual et al., 1999). Pemberian probiotik juga dapat 15
mengurangi pemakaian antibiotik (Conway dan Wang, 2000). Probiotik juga dapat meningkatkan kesehatan individu dan berbeda dengan antibiotik, probiotik tidak menimbulkan residu dan resistensi (Lopez, 2000). Tabel 1. Distribusi Mikroorganisme yang Dominan dalam Saluran Pencernaan Ayam No
Organ pencernaan
Jenis mikroorganisme
1
Tembolok
Lactobacilli, Streptococcus, Coliform
2
Proventrikulus dan gizard
Lactobacilli, Streptococcus, Coliform
3
Usus halus
Lactobacilli, Streptococcus, Coliform
4
Sekum
Bacteroides, Bifidobacteria, Streptocci, Clostridia, Propiombacteria, Eubacteria
5
Kolon dan kloaka
Lactobacilli, Coliform, Bifidobacteria, Streptocci, Clostridia, Propionibacteria, Eubacteria.
Sumber: Spring (1997)
Hingga saat ini, belum dapat dipastikan mekanisme kerja probiotik dalam mengurangi infeksi bakteri patogen dalam tubuh induk semang.
Lactobacillus
mempunyai kemampuan untuk mencegah perlekatan, perkembangbiakan dan menurunkan patogenitas bakteri enterogen.
Mekanisme lainnya, yaitu dengan
memproduksi rantai pendek asam lemak terbang sehingga akan menurunkan pH lumen usus dimana hal ini merupakan konsisi yang tidak mendukung bagi perkembangan bakteri enteropatogen, menghasilkan substansi yang bersifat menghambat
bakteri
enteropatogen,
menghasilkan
substansi
yang
bersifat
menghambat metabolit yang diperlukan oleh bakteri patogen dan memproduksi senyawa spesifik seperti bakteriosin yang bersifat bakterisidal. Penelitian terhadap reaksi imunologi dari pemberian probiotik saat ini terus dikembangkan, Lactobacillus mampu meningkatkan imunitas mukosal dan sistemik saluran pencernaan terhadap bakteri enteropatogen dengan meningkatkan produksi dari SigA (selkretory IgA). Efek immune-modulation bakteri yang terdapat dalam probiotik juga dimiliki oleh mekanisme lain yang disebut dengn competitive exclusion (CE) yaitu suatu mekanisme bakteri untuk memanipulasi komposisi mikrobiota intestinal.
Kedua mekanisme ini, mampu mencegah infeksi bakteri
enteropatogen seperti Salmonella dengan cara mempertahankan konsidi optimal dari 16
usus induk semang dan menjaga kestabilan mikroflora normal usus. Kondisi kesehatan induk semang merupakan faktor penting yang mempengaruhi kinerja probiotik untuk menghambat infeksi bakteri enteropatogen (Nemeth et al., 2006 & Tellez et al., 2001). Mekanisme immuno-modulation probiotik dan competitive exclusion dalam usus unggas, dapat dilihat pada Gambar 6.
Tanpa nama bakteri
Gambar 4. Komposisi Bakteri dalam Ileum Sumber : Lu et al., (2003)
Tanpa nama bakteri
Gambar 5. Komposisi Bakteri dalam Sekum Sumber : Lu et al., (2003) Peningkatan Imunitas Mukosa Usus
KS
Gambar 6. Mekanisme Immuno-modulation Probiotik dan Competitive Exclusion dalam Usus Unggas. SigA= Sekresi IgA; CE= Competitive Exclusion; SIL Intraepitelial; LB= Limfosit B; LT= Limfosit T; KS= Komponen Sekresi. Sumber: Rovelledo et al.,( 2006).
17
Mekanisme kerja dari Gambar 6 adalah terjadinya penangkapan antigen : 1. antigen dapat dikenali secara langsung oleh Intraepitelial Limfosit Intestinal (ILI) yang kemudian mengirimkan sinyalnya pada lamina propia; 2. pada saat antigen ditangkap oleh sel-sel M, terdapat 2 kemungkinan untuk menstimulasi terjadinya respon imunologi; a) antigen langsung ditangkap oleh makrofag atau sel-sel dendrit, yang mampu memproses untuk menghasilkan Limfosit T (LT) pada lamina propiar; atau b) antigen akan mengaktifkan sel-sel B, yang akan menstimulasi LT pada lamina propia; 3. Antigen dapat ditangkap oleh Sel Intraepititelial (SIL) melalui proses endositosis.
SIL mempunyai kemampuan seperti LT untuk memproses
antigen. SigA akan memproduksi: LT aktivitas dan menghasilkan sitokin yang akan menghasilkan IgA.
Pada akhirnya produksi IgA akan menghambat perlekatan
antigen di permukaan mukosa usus unggas (Rovelledo et al., 2006). Prosedur Isolasi Salmonella spp Keberadaan Salmonella dapat dideteksi dengan isolasi dan identifikasi dengan menggunakan reaksi biokimia. Isolasi Salmonella dapat menggunakan media agar selektif (blood agar, MacConkey agar, eosin-methylen blue, salmonella-sigella agar). Untuk identifikasi Salmonella spp dapat dilakukan antara lain : dengan pemeriksaan sampel darah atau feses, uji biokimiawi (pada media Triple Sugar Iron Agar/TSIA, media Lysine Iron Agar/ LIA dan tes serologis untuk mengetahui spesiesnya. Koloni Salmonella yang dibutuhkan ke dalam media Salmonella Shigella Agari (SSA) memiliki bentuk yang bulat dan koloni berwarna hitam (Gast,2003). TSIA digunakan untuk membedakan bakteri gram negatif yang didasarkan pada fermentasi karbohidrat dan produksi hidrogen sulfida. Triple Sugar Iron Agar terdiri dari tiga jenis gula (dextrosa, laktosa, dan sukrosa), fenol merah untuk mendeteksi produksi hidrogen sulfida (ditandai oleh menghitamnya ujung tabung). Media ini diinkubasi dengan tutup yang dilonggarkan pada suhu 35ºC selama 18-24 jam, hasil reaksi berupa fermentasi karbohidrat, produksi gas, dan produksi hidrogen sulfida. Inkubasi tidak boleh lebih dari 24 jam, karena reaksi asam di dalam media miring oleh fermentasi laktosa dan sukrosa dapat mengakibatkan reaksi alkalin kembali (Waltman,1999). Lysine Iron Agar digunakan untuk membedakan bakteri enterica berdasarkan pada kemampuannya untuk mendekarboksilasi atau mendeaminasi lisin menjadi 18
hodrogen sulfida. 35±2ºC.
Sampel diinkubasi tanpa tutup selama 18-24 jam pada suhu
Sampel bakteri enterica memproduksi hidrogen sulfida yang dapat
menyebabkan media menghitam karena produksi ferrous sulphides.
Hal ini
menyebabkan dekarboksilasi lisin dan menghasilkan reaksi alkali (warna ungu) atau reaksi netral di dasar medium. Organisme yang dapat mendeaminasi lisin dapat menghasilkan perubahan warna media miring menjadi merah dan dasar berasam. Gas mungkin dibentuk tetapi umumnya pembentukannya tidak dapat dipastikan (Waltman, 1999). Xylose Lysine Deoxycholate Agar (XLDA) merupakan medium yang dibuat dari sodium deoxycholate sebagai selectif agen, laktosa, sukrosa, lisin, dan indikator H 2 S. Masalah utama dengan XLD agar adalah ketidakmampuan dalam menekan pertumbuhan Proteus spp. Kehadiran H 2 S ditandai oleh koloni hitam dan biasanya mengaburkan perbedaan di dalam reaksi lisin Salmonella dan protease (Waltman, 1999).
19
