ISOLAT MIKROBA PENURUN KANDUNGAN SIANIDA DAUN SINGKONG SEBAGAI PAKAN TERNAK RUMINANSIA

Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner

_____________________________________________________________________________________________

ISOLAT MIKROBA PENURUN KANDUNGAN SIANIDA DAUN SINGKONG SEBAGAI PAKAN TERNAK RUMINANSIA M. WINUGROHO 1, Y. WIDIAWATI 1 dan A. ABRAR2 1

Balai Penelitian Ternak, PO Box 221, Bogor 16002 Fakultas Peternakan, Universitas Djuanda, Bogor

2

ABSTRACT Microbes Selected for Reducing Cianida Content of Cassava Leaf as Ruminant Feed The utilisation of cassava leaf as ruminant feed is restricted by Cianida content. The toxic effect of cianida occures when the ruminant animals consume more than 2.4 – 7 mg Cianida per kg of body weight. The cianida content of cassava leaf might be reduced by fermentating, sun-drying and washing of cassava leaf before it is offered to the animals. However, these technics are not efficient enough to be applied in the farmers. The utilisation of “cianida degrader microbes” become the best choise due to the cheap price and eassy to apply. In the study, Balitnak method was used to select the “cianida degrader microbes” from rumen fluid of sheep adapted to cassava leaf. The measurements were undertaken on the cianida concentration before and after incubation by ‘mikrobes selected. Volatile fatty acids production, examination on the series of sugar. The results showed that there were three isolat microbes which can degrade cianida. They might be included in Megasphaera elsdenii group. The microbes reduced cianida content of the substrat by 45–76 %. Further experiment is required in the filed where the farmers used cassava leaf as ruminant feed. Key words: Cassava, cianida, microbes, detoxification

PENDAHULUAN Tanaman singkong dapat tumbuh dan dijumpai hampir diseluruh wilayah Indonesia. Selain untuk kepentingan konsumsi manusia, limbah kulit umbi maupun daun singkong sangat potensial untuk digunakan sebagai pakan ternak. Produksi daunnya cukup tinggi yaitu sekitar 7 – 15 ton/ha/tahun (KHAJAREN et al., 1977), bahkan dengan pemetikan berkala, produksi daunnya bisa mencapai 37 ton/ha/tahun (M AHENDRANATHAN, 1971). Kandungan protein daun singkong cukup tinggi dan bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, dengan rata-rata sekitar 24% (BUDHIRETNOWATI, 1982). Pemanfaatan daun singkong sebagai pakan ternak telah banyak dilakukan, namun penggunaannya dibatasi dengan adanya asam sianida (HCN) yang bersifat racun bila dikonsumsi dalam jumlah tertentu. Sianida yang terkandung dalam tanaman berada dalam bentuk glukosida sianogenik. Jenis glukosida yang terdapat pada singkong adalah Linamarin (W INARNO, 1980). Kandungan sianida daun singkong bervariasi berkisar dari 10 mg sampai 370 mg/kg bahan kering (KAMARUDIN, 1979; LIAN dan HAMIR, 1981). Konsumsi sianida yang berlebihan dapat menyebabkan kematian pada ternak. Keracunan ini terjadi akibat sianida yang terbebaskan ketika glukosida sianogenik terhidrolisa oleh enzim linamarase. Enzim ini akan aktif ketika jaringan tanaman rusak baik secara mekanik maupun enzimatik. Dilaporkan bahwa

toksisitas pada ternak ruminansia dapat terjadi bila ternak mengkonsumsi 2,4 – 7 mg sianida per kg bobot badan (COURSEY, 1973). Usaha untuk menurunkan kandungan sianida pada daun singkong telah banyak dilakukan yaitu dengan cara menjemur, merendam pada air mengalir atau fermentasi (POND dan M ANNER, 1974; CIPTADI dan M AHFUD, 1980, W INARNO, 1980). Namun metoda tersebut dirasakan kurang praktis dan ekonomis. Penemuan probiotik Bioplus yaitu isolat mikroba yang dapat mencerna serat dan kaliandra kering (YENI dan W INUGROHO, 1995) melalui Metoda Balitnak (W INUGROHO et al., 1993) menjadi dasar pertimbangan dicarinya probiotik atau isolat mikroba yang dapat menetralisir racun sianida. MATERI DAN METODE Penyeleksian sianida

mikroba

pendetoksifikasi

racun

Mikroba rumen dipilih sebagai sumber untuk mendapatkan isolat mikroba penetralisir racun sianida agar mikroba terpilih ini dapat hidup dan berkembang biak saat diintervensikan dalam rumen ternak. Sumber cairan rumen diambil dari beberapa ternak domba yang telah terbiasa mengkonsumsi daun singkong, kemudian di pelihara dalam medium pertumbuhan (THEODOROU

_____________________________________________________________________________________________ Puslitbang Peternakan, Bogor 29 – 30 September 2003

123

____________________________________________________________________________________________________________________

dan BROOKS, 1990) dengan menggunakan KCN sebagai substrat pengadaptasi. Teknik pemilihan dan penyeleksian mikroba dilakukan dengan menggunakan Metoda Balitnak (W INUGROHO et al., 1993) yang telah berhasil memilih mikroba unggul pencerna serat dan pencerna tannin pada kaliandra kering. Isolasi mikroba terseleksi dilakukan dengan menggunakan media dan teknik yang dikembangkan oleh OGIMOTO dan IMAI (1980). Penyeleksian dilakukan dengan melihat produksi gas hasil fermentasi substrat yang dihasilkan selama 96 jam masa inkubasi dengan menggunakan isolat mikroba yang terseleksi.

Identifikasi mikroba mendetoksi racun sianida

Pengujian detoksifikasi racun sianida

Hasil penyeleksian dengan menggunakan Metoda Balitnak menghasilkan 3 macam isolat mikroba, yang dinamakan isolat B1, B2 dan B3. Ketiga isolat ini dipilih karena menghasilkan produksi gas tertinggi selama masa inkubasi substrat KCN yaitu 14 ml dibandingkan isolat lainnya yang memproduksi gas dibawah 10 ml.

Isolat mikroba terpilih kemudian diperbanyak dengan teknik OGIMOTO dan IMAI (1980) dan digunakan sebagai inokulum untuk pengujian detoksifikasi racun sianida secara in vitro dengan menggunakan model THEODOROU dan BROOKS (1990). Substrat yang digunakan adalah KCN. Inkubasi dilakukan selama 48 jam. Pengamatan dilakukan terhadap kandungan sianida dan konsentrasi ammonia dalam medium in vitro sebelum inkubasi dan setelah 6, 12, 24 dan 48 jam masa inkubasi. Kandungan sianida dianalisis dengan menggunakan metode spektofotometri dengan pembacaan pada panjang gelombang 578 nm (A PHA, 1985). Konsentrasi ammonia diukur dengan menggunakan metoda Conway (CONWAY dan O’MALLEY, 1942).

Identifikasi isolat mikroba pendetoksi racun sianida dilakukan dengan cara melihat morfologi, pewarnaan gram, asam lemak terbang yang diproduksi, dan uji gula sederhana mengikuti metoda OGIMOTO dan IMAI (1980). HASIL DAN PEMBAHASAN Isolat mikroba terpilih pendetoksi racun sianida

Pengujian detoksifikasi racun sianida oleh isolat mikroba terseleksi Hasil pengujian kandungan sianida pada substrat KCN dengan dan tanpa pemberian isolat mikroba terpilih selama 48 jam masa inkubasi dapat dilihat pada Gambar 1. Dapat dilihat pada Gambar 1 bahwa terjadi penurunan kandungan sianida pada substrat selama 48

50

Konsentrasi sianida (ppm)

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

0

6

Masa Inkubasi (Jam)

12

24

kontrol

48

B1

B2

B3

Gambar 1. Konsentrasi sianida (ppm) pada substrat KCN yang diinkubasi dengan penambahan isolat mikroba terpilih dibandingkan dengan kontrol

_____________________________________________________________________________________________ 124

Puslitbang Peternakan, Bogor 29 – 30 September 2003


_____________________________________________________________________________________________

HCN + 2H2 O à HCOOH + NH3 Reaksi tersebut menunjukkan bahwa semakin besar jumlah sianida yang didegradasi maka akan semakin besar asam format dan ammonia yang dihasilkan. Pengukuran pada konsentrasi ammonia selama masa inkubasi mendukung hipothesis di atas. Hasil menunjukkan bahwa terjadi peningkatan konsentrasi ammonia sejalan dengan penurunan kandungan sianida pada substrat KCN (lihat Gambar 2 dan 3). Dari Gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada perlakuan pemberian isolat B1, B2, dan B3 kandungan sianida pada substrat KCN berbanding terbalik dengan konsentrasi ammonia. Sedangkan pada kontrol terjadi 50

Identifikasi isolat mikroba pendetoksi racun sianida Hasil pengamatan terhadap morfologi, pewarnaan gram dan produk asam lemak terbang dari isolat mikroba terpilih dapat dilihat pada Tabel 1. Sedangkan pengujian terhadap deret gula sederhana disajikan pada Tabel 2. Data angka yang diperoleh dari hasil pengujian produksi asam lemak terbang dan uji deret gula di tampilkan dalam bentuk nilai (+) dan (-). Hal ini dilakukan untuk penyesuaian dengan pedoman yang ada pada prosedur OGIMOTO dan IMAI (1980). Semakin banyak jumlah nilai (+) menunjukkan semakin banyak produksinya. Sedangkan nilai (-) menunjukkan tidak terdapatnya produk tersebut selama fermentasi. Dari Table 1 dapat dilihat bahwa ketiga isolat terpilih berbentuk kokus dan memberikan pewarnaan negatif. Berdasarkan asam lemak yang diproduksinya, morfologi, pewarnaan gram dan uji gula sederhana yang disajikan pada Tabel 2, diduga bahwa isolat mikroba terpilih termasuk ke dalam kelompok Megasphaera elsdenii (OGIMOTO dan IMAI, 1980).

40

0,014

0,06

40 35

0,01

30

0,008

25 0,006

20 15

0,004

10 0,002

5 0

0

0 6 12 Masa Inkubasi (jam)

24 Sianida

48


0,012

Konsentrasi ammonia (mM)

35

45 Konsentrasi sianida (ppm)

sedikit penurunan kandungan sianida namun tidak diikuti oleh peningkatan konsentrasi ammonia.

0,05

30 0,04

25 20

0,03

15

0,02

10 0,01

5 0

0

0 6 Masa Inkubasi (Jam) Ammonia

Gambar 2a


jam masa inkubasi. Pada kontrol (tanpa diberi isolat mikroba terpilih) penurunan kandungan sianida jauh lebih kecil dibandingkan dengan penurunan kandungan sianida pada substrat yang diberi isolat mikroba terpilih (P<0,01). Pada kelompok perlakuan, terjadi penurunan kandungan sianida substrat secara drastis selama 6 jam pertama masa inkubasi dan selanjutnya penurunan terjadi secara perlahan selama sisa masa inkubasi. Hasil yang diperoleh ini sejalan dengan apa yang dilaporkan oleh DILLON dan SHIVARMAN (2001), yang menyatakan bahwa sianida dapat didegradasi oleh mikroba. Selanjutnya, FALLON (1992) melaporkan bahwa degradasi sianida dapat terjadi pada kondisi anaerobic dengan produknya berupa asam format dan ammonia. Secara sederhana reaksi yang terjadi adalah:

12

24 Sianida

48 Ammonia

Gambar 2b

Gambar 2. Hubungan antara konsentrasi sianida pada substrat KCN dan konsentrasi ammonia dalam media kontrol (2a) dan yang diberi Isolat B1 (2b)


125

35

0,045 0,04

30

0,035

25

0,03

20

0,025

15

0,02 0,015

10

0,01

5

0,005

0

0

0

6

12

24

48

0,12

25

0,1

20

0,08

15

0,06

10

0,04

5

0,02

0

0 0

6

24

Sianida

Ammonia

Gambar 3a Gambar 3.

12

48

Masa Inkubasi (jam)

Masa Inkubasi (jam) Sianida

30


0,05


40



____________________________________________________________________________________________________________________

Ammonia

Gambar 3b

Hubungan antara konsentrasi sianida pada substrat KCN dan konsentrasi ammonia dalam media yang diberi Isolat B2 (3a) dan yang diberi Isolat B3 (3b)

Table 1. Morfologi, pewarnaan gram dan produk asam lemak terbang dari isolat mikroba terpilih B1, B2, dan B3 untuk mendetoksi racun sianida

Morfologi Pewarnaan gram Produk Fermentasi Asetat Propionat Isobutirat Butirat Isovalerat Valerat

B1 kokus Gram negatif

Isolat B2 kokus Gram negatif

B3 kokus Gram negatif

++ + + ++ + -

++ + + ++ + +

++ + + ++ + +

Tabel 2. Hajil uji deret gula sederhana dan asam laktat isolat mikroba terpilih B1, B2, dan B3 untuk mendetoksi racun sianida

Laktosa Galaktosa Maltosa Glukosa Xylosa Manosa Selobiosa Pati Suklrosa Selulosa Asam laktat

B1 + ++ ++ ++ ++ ++ +

Isolat B2 + + ++ ++ + ++ + + +

B3 + +++ + ++ +++ ++ +++ +

_____________________________________________________________________________________________ 126



_____________________________________________________________________________________________ KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa di dalam rumen ternak yang secara terus menerus diberi daun singkong, akan terdapat mikroba yang mampu mendegradasi sianida. Isolat mikroba ini dapat menurunkan kandungan sianida substrat sebanyak 45% - 76%. Jenis mikroba yang berhasil diisolasi dan diidentifikasi diduga berasal dari kelompok Megasphaera elsdenii. Namun demikian masih diperlukan pengujian lebih lanjut untuk menganalisis produksi gas dan akohol yang dihasilkan oleh bakteri ini. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. Srimarijati, Ir. Ayi Ratnaningsih dan sdri. Ari Kusumaningrum atas bantuan dan kerjasamanya selama penelitian dan analisa data sehingga diperoleh tulisan ini.

DHILLON , JK and N. SHIVARMAN. 2001. Biodegradation of cyanide compounds by a Pseudomonas species (S1). Can. J. Microbiol. 45:201-208. FALLON , R.D. 1992. Evidence of a hydrolitic route for anaerobic cyanide degradation. Appl. Environ. Microbiol. 58(9): 3163-3164. KAMARUDIN, A. 1979. Leucaena leucocephala Leaf Meal, Cassava (Manihot sp.) and Cassava Silage for Growing and Finishing Swine. J. Anim. Sci. 1:14-22. KHAJAREN, S., J.M. KHAJAREN, N. KITPANIT and Z.O. Muler. 1977. Cassava in the Nutrition of Swine. Proceedings of a Workshop Held at The University of Guelph, Ottawa. LIAN, T.S. and N.A. HAMIR. 1981. Spectrophotometric Qualification of Guinard’s Sodium Picrate Test. Mardi Res. Bull 9(1): 35-41. M AHENDRANATHAN , T. 1971. Potential of Tapioca as Livestock Feedstuff. A. Review. Malay. Agric. J. 48:7781. OGIMOTO , K. and IMAI. 1980. Atlas of Rumen Microbiology. Japan Scientific Societies Press. Tokyo. POND , W.G. and J.H. M ANNER. 1974. Swine Production in Temperate and Tropical Environmental. WH Freeman and Company. San Fransisco.

DAFTAR PUSTAKA APHA . 1985. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Port City Press. Baltimore. BUDHIRETNOWATI , G. 1982. Respons ayam broiler terhadap tepung daun singkong, tepung daun petai cina dan tepung daun komersil. (Karya Ilmiah). Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. CIPTADI, W. dan M AHFUD . 1980. Mempelajari Pendayagunaan Umbi-umbian sebagai sumber Karbohidrat. Departemen Teknologi Hasil Pertanian. Institut Pertanian Bogor. CONWAY , E.J. and E. O’M ALLEY . 1942. Micro-Diffusion Methods, Ammonia and Urea Using Buffered Absorbent (Revised Methods for Ranges Greater Than 10 µG N). Biochem. J. 36:113-128. COURSEY, D.G. 1973. Cassava as food: Toxicity and Technology. In Chronic Cassava Toxicity Ed: Nestel, B. and R. McIntyre : Proceedings of an interdisciplinary workshop, London.

T HEODOROU , MK and AE. BROOKS. 1990. Evaluation of a New Laboratory Procedure for Estimating the Fermentation Kinetics of Tropical Feeds. AFRC Institute for Grassland and Environmental Research. Hurley, Maidenhead, Berkshire, SL6 5LR, UK. WINARNO, FG. 1980. Mempelajari Kepoyohan Ubi Kayu (Manihot esculenta Crants) dan Beberapa Cara Pencegahannya . departemen Teknologi Hasil Pertanian. Institute Pertanian Bogor. WINUGROHO , M. M. SABRANI, PO. PUNARBOWO , Y. WIDIAWATI and A. T HALIB. 1993. Non-genetic approach for Selecting Rumen Fluid Contain Specific Microorganism (Baitna Method). Ilmu dan Peternakan 6(2): 5-9. WIDIAWATI , Y. and M. WINUGROHO . 1996. Rumen Fill Transfer to Improve Digestibility of Dried Calliandra (Caliandra calothyrsus) Supplemented Diet in Sheep. Proc. Aust. Soc. Anim. Prod. Vol. 21. Australia.

DISKUSI Pertanyaan: 1.

Apakah kelompok Megasphera elsdenii termasuk bakteri atau jamur, mohon dijelaskan yang lebih spesifik ?

2.

Apakah terdapat kemungkinan bahwa amonium yang terbentuk bukan dari molekul sianida ? Bila hal ini benar mengapa penurunan kadar sianida hanya langsung dikorelasikan dengan pembentukan amonium tanpa memperhatikan sumber molekul nitrogen yang lain seperti asam amino.

3.

Bagaimana aplikasinya di lapangan bila sudah ditemukan mikroba (Megashaera sp.) dari hasil penelitian ?


127

____________________________________________________________________________________________________________________

Jawaban: 1.

Megasphaere elsdenii termasuk dalam kelompok bakteri.

2.

Kemungkinan kecil ada dari media tetapi telah diminimalkan dengan penggunaan sianida leinia (KCY) dan bukan daun singkong.

3.

Belum siap aplikasi di lapang karena masih dalam penelitian.

_____________________________________________________________________________________________ 128


ISOLAT MIKROBA PENURUN KANDUNGAN SIANIDA DAUN SINGKONG SEBAGAI PAKAN TERNAK RUMINANSIA

Recommend Documents