Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
KULTUR CAMPURAN BAKTERI ASAM LAKTAT SEBAGAI PROBIOTIK UNTUK RUMINANSIA YANTYATI WIDYASTUTI, SHANTI RATNAKomALA, EVA SOFARIANAWATI,
dan JUDW RACHMAT
Puslitbang Bioteknologi-LIPI, Jalan Raya Cibinong km. 46, Cibinong 16911
ABSTRAK Bakteri asam Iaktat merupakan salah satu mikroorganisme yang banyak dipakai untuk probiotiL Pada penelitian ini digunakan Leuconostoc citreum TSD-10, Lactobacillus sp. KN dan Pediococcus sp . NUT sebagai probiotik. Pengamatan terhadap kecernaan jerami padi atau rumput lapangan, dilakukan secara in vitro. Inkubasi dilakukan pada 38°C selama 48 jam.Pada akhir inkubasi dihitung konsentrasi VFA dan total bakteri (bakteri asam laktat dan bakteri rumen). Penambahan campuran TSD-10 + RKN meningkatkan kecenman jerami padi dan rumput lapangan masing-masing sebesar 6,4 dan 11,7% dibanding TSD-10 saja. Penambahan campuran TSD-10 + RKN + NUT meningkatkan kecemaan rumput lapangan sebesar 4,9% dibanding campuran TSD-10 + RKN, sedangkan campuran TSD-10 + RKN sebesar 3,9% dibanding kontrol . Adanya peningkatan konsentrasi VFA, jumlah bakteri rumen dan penurunan jumlah bakteri asam laktat menunjukkan pengaruh probiotik yang efektif. Kata kuneh Bakteri asam laktat, probiotik, ruminansia PENDAHULUAN Bakteri asam laktat telah lama dikenal sebagai kelompok bakteri yang menguntungkan . Pemanfaatannya sangat luas baik untuk pangan maupun pakan. Sejak sekitar tahun 1989, bakteri asam laktat mulai populer dipakai sebagai probiotik. Pemilihan bakteri asam laktat sebagai probiotik sangat berkaitan dengan sifatnya yang memenuhi kriteria aman untuk dikonsumsi (generally recognized as safe, GRAS), dimana hal ini merupakan syarat utama untuk probiotik (HAVENAAR et al., 1992) dan kemampuannya untuk menghasilkan zat yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme lain. Kedua sifat tersebut, di samping beberapa sifat lainnya, menjadi alasan untuk memanfaatkannya sebagai probiotik. Beberapa genus bakteri asam laktat telah dilaporkan sesuai untuk probiotik, meliputi Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, dan Pediococcus (FULLER, 1992) Probiotik dapat mengandung kultur tunggal maupun campuran, dengan masing-masing kerugian dan keuntungannya . Probiotik dengan kultur tunggal bisa kurang efektif, tetapi pengaruhnya dapat lebih mudah dipelajari . Probiotik dengan kultur campuran memungkinkan terjadinya persaingan antar kultur itu sendiri, tetapi dapat pula sebaliknya. Pengaruh yang positif untuk induk semangnya dapat diperoleh apabila kultur campuran itu saling bersimbiosa secara mutualisma. Contoh probiotik yang mengandung kultur campuran adalah Lacto-sacc (Alltech, Inc.), yang mengandung Lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecium, dan Saccharomyces cerevisiae; dan Cellobacterin yang mengandung campuran bakteri asam laktat dan bakteri selulolitik (KALDMAE dan VADL, 1991) Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh campuran kultur bakteri asam laktat sebagai probiotik untuk ruminansia secara in vitro.
Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
MATERI DAN METODE Mikroorganisme dan media yang digunakan Bakteri asam laktat yang digunakan pada penelitian ini adalah Leuconostoc citreum TSD-10, Lactobacillus sp. RKN dan Pediococcus sp. NUT. Sumber dari masing-masing strain tersebut adalah faeces sapi untuk L. citreum TSD-10, rumen kambing untuk Lactobacillus sp. RKN dan probiotik komersial Nutricin untuk Pediococcus sp. NUT. Selanjutnya masing-masing strain disebutkan dengan TSD-10, RKN dan NUT. Media agar-agar MRS (Oxoid) ditambah 0,5% (w/v) CaCO3 digunakan untuk penyimpanan kultur bakteri tersebut. Untuk persiapan inokulum sebagai probiotik digunakan medium cair MRS. Persiapan inokulum sebagai probiotik Inokulum disiapkan terpisah untuk masing-masing strain bakteri asam laktat pada medium cair MRS. Inkubasi dilakukan pada 38°C selama 18 jam. Pertumbuhan inokulum bakteri asam laktat diamati melalui pembacaan absorbansi (660 nm) pada spektrofotometer. Disamping itu, produksi asam laktat dan konsumsi glukosa juga diamati. Inokulum dipakai sebanyak 5% (v/v). Kombinasi inokulum bakteri asam laktat yang dipakai adalah TSD-10 + RKN (percobaan 1) dan TSD-10 + RKN seraa TSD-10 + RKN + NUT (percobaan 2). Fermentasi rumen in vitro Fermentasi dilakukan pada tabung reaksi yang ditutup dengan tutup karet butil. Medium yang digunakan sebanyak 10 ml, terdiri dari campuran bufer dan cairan rumen sapi dengan perbandingan 1 : 1, yang merupakan modifikasi dari prosedur GOERING dan VAN SOEST (1975) untuk kecernaan serat . Cairan rumen sapi segar diperoleh dari rumah potong hewan. Sebanyak 50 mg jerami padi atau rumput lapangan, dengan ukuran kurang lebih 1 cm, ditambahkan sebagai substrat pada masingmasing tabung. Percobaan 1 menggunakan jerami padi dan rumpui lapangan, sedangkan percobaan 2 menggunakan rumput lapangan saja. Inkubasi dilakukan pada 38°C selama 48 jam . Pada akhir fermentasi dilakukan pengukuran pH, kecernaan substrat, konsentrasi asam lemak terbang (volatile fatty acid, VFA), dan jumlah bakteri asam laktat dan bakteri rumen. Analisis kimia pH medium diukur menggunakan pH meter . Kecernaan substrat dihitung sebagai persen kecemaan bahan kering (BK). Konsentrasi VFA diukur dengan menggunakan kromatografi gas pada kolom FFAP. Kondisi aliran gas (ml/menit) sebesar 37,7 ; 31,3 ; dan 330 untuk masing-masing H2, NZ dan OZ. Suhu oven, detektor dan injektor masing-masing 120, 180, dan 200°C. Preparasi sampel untuk penetapan VFA mengikuti metoda HOLDEMAN et al. (1977). Konsentrasi glukosa ditetapkan dengan menggunakan alat biochemical analyzer YSI dengan mengikuti prosedur yang telah ditetapkan pabriknya . Prosedur pengukuran laktat dilakukan seperti yang telah dilaporkan sebelumnya (WIDYASTUTI, 1996).
Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 1000
Analisis mikrobiologi Total bakteri asam laktat dan bakteri rumen disampaikan sebagai colony forming unit (CFU ml l). Bakteri asam laktat ditumbuhkan pada media agar-agar MRS, sedangkan bakteri rumen pada medium agar-agar M8 (HOBSON, 1969). Baik bakteri asam laktat maupun bakteri rumen ditumbuhkan secara anaerob dengan mengikuti metoda roll tube (HUNGATE, 1969) . lnkubasi dilakukan pada 38°C selama 3-4 hari. HASIL DAN PEMBAHASAN Tujuan pemberian probiotik pada ternak adalah untuk mengatur keseimbangan mikroorganisme pada saluran pencernaannya, sehingga diharapkan dapat memberikan pengaruh yang menguntungkan berupa peningkatan produktivitas ternak. Pengaruh langsung pemberian probiotik dapat berupa peningkatan populasi mikroorganisme yang menguntungkan atau penurunan populasi mikroorganisme yang merugikan . Untuk ruminansia, dari model yang disampaikan oleh WALLACE dan NEWBOLD (1992), penambahan fungi dapat meningkatkar, viabilitas bakteri dalam rumen, diikuti dengan penuruaan produksi laktat dan peningkatan laju pemecahan selulosa serta perubahan konsentrasi VFA . Selanjutnya keadaan ini akan meningkatkan konsumsi dsn produktivitas ternak . Pertumbuhan inokulum probiotik pada media MRS selama 18 jam disampaikan pada Tabel 1. Semua strain tumbuh subur, kecuali RKN yang tidak secara optimal menggunakan glukosa pada media MRS untuk pertumbuhannya. Glukosa tersedia sebanyak 20% pada media MRS. Semakin tinggi glukosa yang dikonsumsi, menunjukkan semakin tinggi konsentrasi laktat yang diproduksi. Tabel 1. Pertumbuhsn inokulum bakteri asam laktat Strain inokulum TSD-10 RKN
NUT
Nilai OD 1,61
Produksi laktat (mg/ml)
0,87
4,05
32,10
1,44
14,77
81,58
14,91
Konsumsi glukosa (%) 84,45
Secara alami rumput lebih mudah dicerna dibandingkan dengan jerami padi, karena perbedaan pada struktur dinding sel pada kedua hijauan tersebut. Keadaan tersebut terlihat pada kecernaan kontrol untuk masing-masing jerami padi dan rumput lapangan . Penambahan inokulum bakteri asam laktat sebanyak 5% (v/v) terlihat meningkatkan kecernaan substrat, baik jerami padi maupun rumput lapangan (Tabel 2). Pensmbahan TSD-10 ssja meningkatkan kecernaan jerami padi sebesar 0,6% dan kecernaan rumput lapangan sebesar 1,7%. Peningkatan kecernaan substrat menjadi lebih tinggi pada waktu ditambahkan TSD-10 + RKN, menjadi 6,4 dsn 11,7%, untuk jerami padi dan rumput lapangan. Peningkatan kecernaan substrat karena penambahan campuran strain bakteri asam laktat seperti pada uraian di atas terjadi pula pada percobaan 2 yang menggunakan campuran inokulum TSD-10 + RKN +NUT (Tabel 3). Pensmbahan campuran TSD-10 + RKN + NUT meningkatkan kecernaan rumput lapangan sebesar 4,9% dibanding penambahan campuran TSD-10 + RKN. Peningkatan kecernaan rumput lapangan ini diduga disebabkan oleh adanya peningkatan mikroorganisma pemecah selulosa, walaupun hal ini tidak didukung data jumlah bakteri pemecah selulosa. Dari peningkatan jumlah bakteri rumen dapat diduga adanya peningkatan bakteri pemecah selulosa . WENK (2000) menyebutkan bahwa penambahan probiotik khamir menyebabkan peningkatan 338
Seminar Nasional Peternakan dan Veieriner 2000
menurunkan mikroorganisma penghasil mikroorganisma pemecah selulosa clan pengguna laktat serta percobaan ini memenuhi kriteria pengaruh bakteri asam laktat pada Penurunan populasi laktat . yang efektif. probiotik Tabel 2. Pengaruh penambahan TSD-10 clan TSD-10 + RKN terhadap kecernaan substrat, pH dan total bakteri TSD-10 + RKN TSD-10 Substrat
Kecernaan (%BK)
Kecernaan (%BK)
pH akhir
24,7
30,5
6,7
24,3
36,0 24 .3
Jerami padi Kontrol Rumput Kontrol
24,1
24,1 26,0
Keterangan : BAL : bakteri asam laktat ; BR: bakteri rumen
Total BAL (CFU ml-1)
Total BR (CFU MI-1) 4,5 X 106
6,7 X 106 1,2 X 106
6,8 6,7
1,2 X 106 7,4 X 106
5,4 X 106 1,5 X 106
6,8
2,2 X 106
Tabel 3. Pengaruh penambahan TSD-10 + RKN clan TSD-10 + RKN + NUT terhadap kecernaan substat, pH dan total bakteri Strain TSD-10 + RKN TSD-10 + RKN + NUT Kontrol
pH akhir
Kecernaan (%BK) 21,0
6,7
25,9
6,6
17, 1
6,8
Keterangan : BAL : bakteri asam laktat; BR: bakteri rumen
Total BAL (CFU ml-1) awal
4,9 X 106 6,5 X 107 3,4 X 106
Total BR (CFU ml-1)
akhir
awal
3,3 X 106 2,3 X 106
2,6 X 107 2,6 X 107
1,0 X 107
akhir
2,8 X 107
2,6 X 107
4,6 X 107 1,8 X 107
Peningkatan kecernaan rumput lapangan berakibat pada peningkatan konsentrasi VFA yang dihasilkan (Tabel 4) . Campuran 3 strain bakteri asam laktat menghasilkan konsentrasi VFA yang lebih besar dibanding campuran 2 strain bakteri asam laktat . Peningkatan konsentrasi VFA merupakan indikator peningkatan produktivitas temak, mengingat VFA merupakan sumber energi bagi temak . DAwsoN clan NEWMAN (1988) melaporkan terjadinya kenaikan konsentrasi VFA setelah penambahan probiotik pada percobaan in vitro. Tabel 4. Konsentrasi VFA (ng/pl) setelah fermentasi rumput lapangan Kornponen VFA Asetat Propionat
Konsentrasi VFA(ng/pl)
TSD-10 + RKN
TSD-10 + RKN + NUT
462,9
646,9
29,5
28,0 52,4
Iso butirat
145,1 27,7
152,5
Iso valerat Valerat
106,8 41,0
136,5
Butirat
77,3
Kontrol 353,7 89,2 19,3 34,0
68,0
10,0
Seminar Nasional Peternakan dan Veteriner 2000
KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa campuran beberapa strain bakteri asatn laktat memberikan pengaruh probiotik yang lebih baik dibanding strain tunggal bakteri asam lakktat. Penambahan campuran TSD-10 + RKN meningkatkan kecernaan jerami padi dan rumput lapangan masing-masing sebesar 6,4 dan 11,7% dibandingkan penambahan TSD-10 saja. Penambahan campuran TSD-10 + RKN + NUT meningkatkan kecernaan rumput lapangan sebesar 4,9% dibandingkan campuran TSD-10 + RKN, sedangkan campuran TSD-10 + RKN meningkakan sebesar 3,9% dibanding kontrol. Adanya peningkatan konsentrasi VFA, jumlah bakteri tvtnen dan penurunan jumlah bakteri asam laktat menunjukkan pengaruh probiotik yang efektif DAFTAR PUSTAKA DAWSON, K. A. and K.E NEWMAN . 1988. Fermentations in rumen-simulating continous cultures receiving probiotic supplements. J. Anim Sci. 66 (Suppl. 1) :500 (Abstract). FLuxtt, R. 1992 . History and development of probiotics . In: Probiotics, The Scientific Basis. Ed. Fuler, R. Chapman & Hall, London. pp 1-8. GGERING, H.K. and P.J . VAN SOEST. 1975 . Forage Fiber Analyses. Agricultural Handbook 379 USDA. Jacket no. 387-598. HAvENAAR, R. B.T . Brink, and J.H .J . IN'T VELD . 1992 . Selection of strains for probiotic use. In : Probiotics, The Scientific Basis. Ed . Fuler, R. Chapman & Hall, London . pp . 209-224 . HOBSON, P.N . 1969 . Rumen Bacteria. In: Methods in Microbiology. Vol.3 B. Norris, J. R. and Ribbon, D.W (Ed .) . Academic Press, London pp. 134-149. HOLDEMAN, L.V ., E.P. Cato, and W. E. C. Moore. 1977 . Chromatographic procedures for analysis of acid and alcohol products. In : Anaerobe Laboratory Manual. 4th Edition. Virginia Polytechnic Institute and State University Blackburg, Virginia 24061. pp . 134-136. HuNGATE, R .E. 1969 . A roll tube method for cultivation of strict anaerobes. In: Method in Microbiology . Vol. 3B . Norris, J.R. and Ribbon, D.W ., editors. Academic Press, New York. pp . 118-132. KALDMAE, H. and M. VADL . 1991 . The Biopreparation 'Cellobacterin' in Rations for Calves, John,I (ed). Proc. Int Scientific Conf, 'Industrial Enzymes, Probiotic and Biological additive' Kaunas, Lithuania pp . 132134. WENK. C. 2000 . Recent advances in animal feed additives such as metabolic modifiers, antimicrobial agents, probiotics, enzymes and highly available minerals . Review . Asian-Aus. J. Anim. Sci. 13(1):86-95 .
WiDYASTun, Y., J. Rachmat, E. Sofarianawati, and S. Ratnakomala. 1996. Microbial Process Development for Probiotic using Lactic Acid bacteria : Growth and viability of Lactic Acid Bacteria for Probiotics. Laporan Tahunan International Center for Biotechnology, Osaka University, Japan. pp . 617-622.
