KAJIAN N SIFAT FISIK–KIM F MIA JAG GUNG (Zeaa mays) PIIPILAN PASC CA PROSE ES PENG GERINGAN DAN FE ERMENT TASI DEN NGAN PEN NAMBAH HAN ASA AM PROPIIONAT DAN MOLA ASES SEL LAMA PE ENYIMPA ANAN
YENNI ILMAN I N NAFIAH
EKOLAH H PASCA SARJANA S A SE INS STITUT PERTANIA AN BOGO OR BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kajian Sifat Fisik–Kimia Jagung (Zea mays) Pipilan Pasca Proses Pengeringan dan Fermentasi dengan Penambahan Asam Propionat dan Molases selama Penyimpanan adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2009 Yenni Ilman Nafiah D152070071
ABSTRACT YENNI ILMAN NAFIAH. Assessment of Physical and Chemical Qualities of Shelled Maize Grain during Storage After Drying Process and Fermentation with Propionic Acid and Molasses. Under direction of ERIKA BL and AHMAD DL. The objective of this research was to compare physical and chemical qualities of three shelled maize grain i.e dry processing and fermentation with propionic acid and molasses as an additives. The quality of fermentation products and evaluation of shelled maize grain after storaging process were determined due to the physical and chemical evaluations. The design of the research was t-test and Completely Randomized Design with Factorial evaluation and continued by analyzed variance followed by Duncan test. The results showed that treatments of fermentation with propionic acid (FJPA) dan molasses (FJPM) were had better fermentation and nutrition qualities. Shelled maize grain after storage showed that total of aflatoxin and broken grain of fermentation by propionic acid treatment had the lowest (P<0.05), however organic matter content had the highest compared to the others treatments. The gross energy of drying processing (PPJP) treatment had the highest (P<0.05). Fermentation with molasses had the highest quality due to pH value, lactat acid, acetat acid, N–NH3, dry matter loss and organic matter loss i.e 4.31, 775.80 ppm, 59.15 ppm, 1.34%, 11.17% and 1.49%, respectively. In concludion after fermentation with propionic acid dan molasses product could be an alternative to maintain shelled maize grain quality during storage.
Keywords : additive, maize grain silage, molasses, propionic acid, storage
RINGKASAN YENNI ILMAN NAFIAH. Kajian Sifat Fisik–Kimia Jagung (Zea mays) Pipilan Pasca Proses Pengeringan dan Fermentasi dengan Penambahan Asam Propionat dan Molases selama Penyimpanan. Dibimbing oleh ERIKA BL dan AHMAD DL. Jagung merupakan salah satu komoditas utama dalam industri pakan dan dimanfaatkan sebesar 5.50 juta ton/tahun oleh industri pakan di Indonesia untuk pakan ternak monogastrik. Jagung mempunyai β–caroten (xantofiel) dan karbohidrat atau pati sebesar 75% yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi utama, terutama dalam ransum unggas, serta jagung tidak mempunyai zat anti nutrient. Pengolahan jagung pipilan dapat dilakukan dengan penjemuran di sinar matahari atau menggunakan alat pengering untuk memperpanjang daya simpan pakan selama proses penyimpanan. Penyimpanan pakan bertujuan untuk menjaga dan mempertahankan mutu komoditi yang disimpan dengan cara menghindari, mengurangi ataupun menghilangkan berbagai faktor yang dapat menurunkan kualitas dan kuantitas komoditi. Penyimpanan dengan kadar air yang tinggi akan menunjang pertumbuhan kapang, khususnya Aspergillus flavus dan A. parasiticus, yang akan menghasilkan metabolit sekunder berupa aflatoksin yang dapat mempercepat proses kerusakan bahan pakan (Syarief et al. 2003). Salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mempertahankan kualitas jagung pipilan, khususnya total aflatoksin adalah melalui proses pengeringan dan fermentasi sebelum penyimpanan. Untuk mendapatkan hasil fermentasi silase yang berkualitas perlu ditambahkan bahan aditif untuk mempercepat proses ensilase, misalnya molases dan asam propionat. McDonald et al. (2002) menyatakan bahwa bahan yang kaya karbohidrat seperti molases, berfungsi sebagai stimulan pada proses fermentasi, sumber energi untuk merangsang perkembangan bakteri asam laktat yang mempercepat penurunan pH dan mengurangi tingkat ammonia. Pemberian asam propionat efektif terhadap kapang dan menghambat bakteri dan khamir, dapat menurunkan peningkatan pH, menghambat respirasi biji, sebagai pengawet pada biji–bijian dan mengurangi kerusakkan sebagai akibat dari manajemen silo (Mills and Kung 2002; Kung et al. 2003). Kajian sifat fisik–kimia jagung (Zea mays) pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases selama penyimpanan belum pernah dilaporkan, sehingga kajian tersebut diatas menjadi sangat penting. Hasil fermentasi jagung pipilan dianalisis ragam menggunakan uji T-test dan hasil pasca penyimpanan menggunakan RAL berpola faktorial 3x3 dengan 3 ulangan, dimana faktor A adalah pasca proses jagung pipilan (PPJP, FJPA dan FJPM) dan faktor B adalah waktu penyimpanan pasca proses jagung pipilan (0, 3 dan 6 minggu). Peubah yang diukur pada penentuan kualitas hasil fermentasi meliputi: sifat fisik (warna, bau, tekstur dan total biji rusak) dan sifat kimia (derajat keasaman, asam laktat, asam asetat, N–NH3, kehilangan bahan kering dan kehilangan bahan organik). Peubah yang diukur pada kualitas pasca proses penyimpanan meliputi: total biji rusak dan sifat kimia (kadar air, total aflatoksin, kandungan bahan organik dan gross energi). Hasil penyimpanan pasca fermentasi dengan penambahan 1.5% asam propionat menunjukan total biji rusak 8.11%, total aflatoksin 30.39 ppm dan
kandungan bahan organik 98.67%. Hasil ini lebih baik dibandingkan dengan perlakuan pasca pengeringan dan fermentasi dengan penambahan molases. Penambahan asam propionat 1.5% dan molases 3% menunjukkan kualitas fermentasi dan nutrient yang baik setelah proses ensilase. Kualitas fermentasi yang tertinggi pada fermentasi jagung pipilan dengan penambahan molases, menghasilkan bau asam yang tidak menyengat, total biji rusak 4.79%, pH (derajat keasaman) 4.31, asam laktat 775.80 ppm, asam asetat 59.15 ppm, N–NH3 1.34%, kehilangan bahan kering 11.18% dan kehilangan bahan organik 1.49%. Kadar air hasil fermentasi silase jagung pipilan adalah 32.63–32.66%, sehingga sangat memungkinkan untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme. Pengeringan perlu dilakukan sampai kadar air yang aman untuk disimpan. Kata kunci : aditif, asam propionat, molases, penyimpanan, silase jagung pipilan
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
KAJIAN SIFAT FISIK–KIMIA JAGUNG (Zea mays) PIPILAN PASCA PROSES PENGERINGAN DAN FERMENTASI DENGAN PENAMBAHAN ASAM PROPIONAT DAN MOLASES SELAMA PENYIMPANAN
YENNI ILMAN NAFIAH
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Yuli Retnani, M.Sc.
Judul Tesis Nama NIM
: Kajian Sifat Fisik–Kimia Jagung (Zea mays) Pipilan Pasca Proses Pengeringan dan Fermentasi dengan Penambahan Asam Propionat dan Molases selama Penyimpanan : Yenni Ilman Nafiah : D152070071
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Erika Budiarti Laconi, M.S. Ketua
Dr. Ir. Ahmad Darobin Lubis, M.Sc. Anggota
Diketahui
Ketua Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
Dr. Ir. Idat G. Permana, M.Sc.Agr.
Tanggal Ujian: 18 Agustus 2009
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S.
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Desember 2008 ini adalah Kajian Sifat Fisik–Kimia Jagung (Zea mays) Pipilan Pasca Proses Pengeringan dan Fermentasi dengan Penambahan Asam Propionat dan Molases selama Penyimpanan. Jagung merupakan salah satu komoditas utama dalam industri pakan dan dimanfaatkan sebesar 5.50 juta ton/tahun oleh industri pakan di Indonesia untuk pakan ternak monogastrik. Berdasarkan data BPS dan Dirjen Tanaman Pangan (2007) produktivitas jagung sebesar 3.67 ton/ha. Produksi yang tinggi tidak tahan terhadap penyimpanan yang dibutuhkan oleh pabrik pakan. Alternatif yang diterapkan untuk mempertahankan kualitas jagung pipilan, khususnya total aflatoksin yaitu melalui proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases sebelum dilakukan penyimpanan. Serangkaian penelitian telah dilakukan untuk mempertahankan kualitas jagung pipilan. Hasil dari penelitian tersebut dituangkan dalam tulisan ini. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang tulus dan tidak terhingga dan setinggi-tingginya kepada yang terhormat Ibu Dr. Ir. Erika B. Laconi, M.S. dan Bapak Dr. Ir. Ahmad Darobin L., M.Sc. selaku pembimbing atas kesabaran, penyediaan waktu dan keikhlasan selama proses pembimbingan. Ucapan terimakasih kepada Dr. Ir. Yuli Retnani, M.Sc. selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran untuk kesempurnaan tesis ini. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Dr. Ir. S.H. Dilaga, M.S, atas rekomendasinya. Dr. Luki A. M.Sc. Agr selaku Dekan Fakultas Peternakan IPB. Dr. M. Ridla, M.Sc. Agr, Dr. Idat G. P, M.Sc. Agr serta Dosen lainnya atas ilmu dan sarannya untuk kesempurnaan tesis ini. Pak Opik, Pak Sopian dan Mba Dian yang telah ikut membantu kelancaran penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga yang sangat tulus kepada Bapak H. Mahfud, SE. MM. M.Si dan Ibu Hj. Nurhayati SE. M.Si, saudara–saudaraku Fakhri Surahman, ST. M.Si, Nur IstiQamah, Nur Fatanah, Najhatunnisa dan keponakan tersayang *Fathir, atas segala do’a, motivasi, kasih sayang dan bawelnya selama ini. Kalian adalah hidup, spirit dan inspirasi dalam hidupku. Kemudian Aji Tua, Dae Aji, Umi Ia dan Umi Tua (Alm.), Ua, Tante–tanteku, Om-omku, Sepupuku. Selanjutnya terima kasih kepada teman–teman Pasca Program Studi INP Fakultas Peternakan angkatan 2007, Ir. Andi Saenab, Oktovianus R. N, S.Pt, Annisa Rahmawati, S.Pt, Andi Tarigan, S.Pt dan Imana Martaguri, S.Pt. M.Si atas segala dukungan, bawel dan semangatnya, teman–teman seperjuangan dalam mencari ilmu di program Pascasarjana IPB. Serta teman–teman Kosan, SDN, SLTPN, SMUN dan S1 Fapet UNRAM angkatan 2003. Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Amin…. Bogor, Agustus 2009 Yenni Ilman Nafiah
D152070071
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Mataram, Nusa Tenggara Barat pada tanggal 26 Januari 1986 dari Bapak H. Mahfud Har, SE, MM, M.Si dan Ibu Hj. Nurhayati, SE.M.Si. Penulis merupakan putri kedua dari lima bersaudara. Tahun 2003 penulis lulus dari SMU Negeri 2 Raba Bima, Nusa Tenggara Barat dan pada tahun yang sama masuk Universitas Mataram melalui jalur PMJK. Penulis memilih Jurusan Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan dan lulus pada tahun 2007 dan pada tahun yang sama penulis diterima di Sekolah Pascasarjana Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan Institut Pertanian Bogor. Selama mengikuti program S2, penulis menjadi anggota Himpunan Mahasiswa Pascasarjana (HIWACANA) Fakultas peternakan Institut Pertanian Bogor periode 2007/2008.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xv 1 PENDAHULUAN ....................................................................................... 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1.2 Tujuan Penelitian .................................................................................. 1.3 Manfaat Penelitian ................................................................................
1 1 2 2
2 TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 2.1 Potensi Jagung sebagai Pakan Ternak .................................................. 2.2 Kadar Air dan Aktivitas air (Aw) ......................................................... 2.3 Pengeringan Bahan Pakan .................................................................... 2.4 Penyimpanan Bahan Pakan .................................................................. 2.5 Silase .................................................................................................... 2.5.1 Proses Fermentasi ...................................................................... 2.5.2 Bahan Aditif .............................................................................. 2.5.3 Kualitas Fermentasi dan Nutrisi Silase .......................................
3 3 6 8 8 11 15 17 20
3 BAHAN DAN METODE PENELITIAN .................................................... 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 3.2 Bahan Penelitian ................................................................................... 3.3 Metode Penelitian ................................................................................. 3.4 Peubah yang Diamati ............................................................................ 3.5 Rancangan Percobaan dan Analisa Data ...............................................
22 22 22 22 23 29
4 HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 4.1 Kondisi Ruang Penyimpanan ............................................................... 4.2 Kualitas Fermentasi Jagung Pipilan ..................................................... 4.2.1 Sifat Fisik Fermentasi Jagung Pipilan ........................................ 4.2.2 Sifat Kimia Fermentasi Jagung Pipilan ...................................... 4.2.3 Proses Pengeringan Setelah Fermentasi ..................................... 4.3 Kualitas Pasca Penyimpanan Jagung Pipilan ....................................... 4.3.1 Perubahan Total Biji Rusak Pasca Penyimpanan Jagung Pipilan 4.3.2 Perubahan Sifat Kimia Pasca Penyimpanan Jagung Pipilan .......
30 30 31 31 32 37 38 38 40
5 KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 50 5.1 Kesimpulan .......................................................................................... . 50 5.2 Saran..................................................................................................... 50
DAFTAR PUSAKA ......................................................................................... 51 LAMPIRAN ..................................................................................................... 56
DAFTAR TABEL Tabel 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Halaman
Komposisi kimia jagung kuning berdasarkan bahan kering (BK) ................................................................................ Persyaratan mutu jagung untuk pakan unggas ..................................... Kualitas silase berdasarkan kandungan N–NH3................................... Enam phase fermentasi silase selama ensilase..................................... Jumlah bahan aditif yang digunakan .................................................... Jenis–jenis aditif silase ......................................................................... Karakteristik produk silase hijauan dengan kualitas yang berbeda ..... Pola percobaan penelitian .................................................................... Kisaran suhu dan kelembaban relatif ruang penyimpanan .................. Sifat fisik fermentasi jagung pipilan dengan penambahan asam propionat dan molases setelah proses ensilase..................................... Sifat kimia fermentasi jagung pipilan dengan penambahan asam propionat dan molases setelah proses ensilase..................................... Kandungan bahan kering dan bahan organik hasil fermentasi jagung pipilan dengan penambahan asam propionat dan molases sebelum dan setelah proses ensilase serta kehilangannya (%) ........................... Total biji rusak jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases selama penyimpanan (%) ............................................................................... Total aflatoksin jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases selama penyimpanan (ppm) ........................................................................... Kadar air jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases selama penyimpanan (%) ............................................................................... Kandungan bahan organik jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases selama penyimpanan (%) ........................................................ Gross energi jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases selama penyimpanan (kkal) .....................................................
5 5 10 15 18 18 21 20 27 28 33 36 38
41
44
46
47
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 2 3 4 5 6
Halaman
Persentaser bahan kering jagung .......................................................... Suktur biji jagung ................................................................................. Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus .................................... Kurva isoterm sorpsi Air ...................................................................... Ekosistem bebijian dalam penyimpanan ............................................. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses ensilase dan kualitas silase................................................................................. 7 Prosedur kerja penelitian ...................................................................... 8 Jagung pipilan setelah proses ensilase. FJPA (fermentasi jagung pipilan dengan penambahan asam propionat) dan FJPM (fermentasi jagung pipilan dengan penambahan molases)................... 9 Pola perubahan total biji rusak jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases dengan waktu penyimpanan .................. 10 Pola perubahan total aflatoksin jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases dengan waktu penyimpanan ........................... 11 Pola perubahan kadar air jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases dengan waktu penyimpanan ................................................... 12 Pola perubahan gross energi jagung pipilan pasca proses pengeringan dan fermentasi dengan penambahan asam propionat dan molases dengan waktu penyimpanan ...........................
3 4 6 7 9 14 28 32 40 43 45 49
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Halaman
Analisis ragam total biji rusak fermentasi jagung pipilan .................... Analisis ragam pH (derajat keasaman) fermentasi jagung pipilan ...... Analisis ragam jumlah asam laktat fermentasi jagung pipilan ............. Analisis ragam jumlah asam asetat fermentasi jagung pipilan ............. Analisis ragam kadar N–NH3 fermentasi jagung pipilan ..................... Analisis ragam kehilangan bahan kering fermentasi jagung pipilan .... Analisis ragam kehilangan bahan organik fermentasi jagung pipilan .. Analisis ragam total biji rusak pasca penyimpanan jagung pipilan ...... Analisis ragam total aflatoksin pasca penyimpanan jagung pipilan ... Analisis ragam kadar air pasca penyimpanan jagung pipilan .............. Analisis ragam kandungan bahan organik pasca penyimpanan jagung pipilan ...................................................................................... 12 Analisis ragam gross energi pasca penyimpanan jagung pipilan .........
56 53 57 57 58 58 59 60 61 62 63 64
