Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2008
NILAI NUTRISI JERAMI PADI YANG DIFERMENTASI DENGAN MIKROORGANISME PADA SUHU YANG BERBEDA (Nutritive Value of Rice Straw Fermented With Some Types of Microorganisms at Different Temperatures) Y. YANTI1, B. RAHMI1, T. MIYAGI2, S. MIZUMACHI2, SURAHMANTO1, Y. KAWAMOTO2 dan A. PURNOMOADI1 1
Fakultas Peternakan Universitas Diponegoro, Kampus Tembalang, Semarang 2 University of the Ryukyus, Okinawa, Japan
ABSTRACT The experiment was carried out to examine the nutritive value of rice straw fermented with some types of microorganisms at different temperatures and to determine the suitable microorganism to increase nutritive value of rice straw at suitable temperature. The experiment was designed as Split Plot-Completely Random Design. Main plot was temperatures treatment (25, 35, 45°C) and sub plot was microorganisms (Lactobacillus fermentum, Bacillus subtilis, Bacillus coagulant, Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger). There were two groups of control, with molasses and without molasses. Dry matter (DM) content of fermented rice straw were affected by temperatures, microorganisms and their interaction. The highest (P < 0.01) DM content was control + molasses at 45°C and the lowest was Aspergillus niger at 35°C. Crude protein (CP) content of fermented rice straw was only affected by microorganism. The highest (P < 0.01) CP was Control + molasses, L. fermentum and B. subtilis treatments. In vitro dry matter digestibility (IVDMD) were affected (P < 0.01) by temperatures, microorganisms and their interaction. The outcome of this research indicated that fermentation using microorganism could decrease DM, increase CP and IVDMD of rice straw. Key Words: Rice Straw, Microorganisms, Temperature, Nutritive Value, Dry Matter, Crude Protein, In Vitro Dry Matter Digestibility ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi nilai nutrisi jerami padi yang difermentasi dengan berbagai mikroorganisme pada suhu yang berbeda dan untuk mengetahui mikroorganisme yang tepat untuk meningkatkan nilai nutrisi jerami padi pada suhu yang tepat. Percobaan ini dirancang menggunakan Rancangan Acak Lengkap pola Petak Terbagi. Perlakuan suhu yang berbeda yaitu 25, 35, 45°C sebagai petak utama, sedangkan anak petaknya adalah lima mikroorganisme yaitu Lactobacillus fermentum, Bacillus subtilis, Bacillus coagulant Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger. Ada dua macam kontrol yaitu kontrol dengan penambahan molasses dan kontrol tanpa penambahan molasses. Perlakuan suhu, pemberian mikroorganisme dan interaksinya berpengaruh terhadap kandungan bahan kering (BK) jerami padi fermentasi. Kandungan BK tertinggi (P < 0.01) terdapat pada perlakuan kontrol + molasses pada suhu 45°C dan terendahnya adalah pada perlakuan Aspergillus niger pada suhu 35°C. Kandungan protein kasar (PK) hanya dipengaruhi oleh perlakuan mikroorganisme. Perlakuan kontrol+molasses, L. fermentum dan B. subtilis menunjukkan kandungan PK tertinggi (P < 0,01). In Vitro Dry Matter Digestibility (IVDMD) dipengaruhi oleh perlakuan suhu, mikroorganisme dan interaksi antara keduanya. Dapat disimpulkan bahwa fermentasi dengan mikroorganisme dapat menurunkan nilai BK, meningkatkan PK dan IVDMD jerami padi. Kata Kunci: Jerami Padi, Mikroorganisme, Suhu, Nilai Nutrisi, Bahan Kering, Protein Kasar, In Vitro Dry Mater Digestibility
220
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2008
PENDAHULUAN Jerami padi merupakan limbah dari pertanian yang telah diketahui sejak lama sebagai pakan untuk ternak ruminansia. Hal ini karena jerami padi sangat berlimpah jumlahnya dan selalu tersedia sepanjang tahun. Akan tetapi jerami padi mempunyai nilai pembatas sebagai pakan ternak, yaitu nilai nutrisinya yang sangat rendah. Jerami padi mempunyai kandungan protein kasar yang rendah, 2 – 7%, dan mempunyai kandungan lignin (6 – 7%) dan silika (12 – 16%) yang sangat tinggi sehingga menyebabkan nilai kecernaannya menjadi rendah (DRAKE et al., 2002). Berbagai penelitian telah dilakukan untuk meningkatkan nilai nutrisi jerami padi sebagai pakan ternak. Perlakuan dengan alkali pada jerami padi telah banyak dilaporkan dan terbukti telah meningkatkan nilainya. Perlakuan secara biologis (ZADRAZIL, 1984) meski masih sangat terbatas dilakukan pada limbah pertanian jerami padi namun penelitian pada bahan pakan lain yang berkualitas rendah telah beberapa diteliti dan menunjukkan peningkatan nilai nutrisi. THALIB et al. (2000) melaporkan fermentasi jerami padi dengan mikrobia rumen kerbau meningkatkan daya cerna bahan kering. Sedangkan penelitian pada lumpur kelapa sawit dengan menggunakan Aspergillus niger terbukti telah meningkatkan kandungan proteinnya (BINTANG et al., 2000). A. niger digunakan sebagai fermentor karena mikroorganisme ini mempunyai kemampuan menghasilkan enzim selulase (MILALA et al., 2005; VIJAYA et al., 2005). Sacharomices species (LILA et al., 2006, CALLAWAY et al., 1997) dan Bacillus species (EUN et al., 2006) juga dilaporkan menghasilkan enzim selulase, sedangkan Lactobacillus species biasanya digunakan sebagai aditif pada fermentasi silase, baik silase rumput (BUREENOK et al., 2005) maupun limbah pertanian (GAO et al., 2007). Enzim selulase ini akan memecah selulose sehingga diharapkan akan meningkatkan kecernaan bahan pakan yang difermentasi. Salah satu faktor yang mempengaruhi keberhasilan suatu fermentasi adalah suhu. Pada suhu yang tepat mikroorganisme akan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Oleh sebab itu, penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi nilai nutrisi jerami padi yang
difermentasi dengan berbagai mikroorganisme pada suhu yang berbeda. Diduga fermentasi pada suhu yang tepat oleh mikrobia akan meningkatkan nilai nutrisinya.
MATERI DAN METODE Materi yang digunakan pada penelitian ini adalah jerami padi. Pada penelitian ini digunakan Rancangan Acak Lengkap pola petak terbagi dengan petak utama yaitu suhu 25, 35 dan 45°C, sedangkan anak petak yaitu lima mikroorganisme yaitu Lactobacillus fermentum, Bacillus subtilis, Bacillus coagulant Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger dan dua macam kontrol yaitu kontrol dengan penambahan molasses dan kontrol tanpa penambahan molasses. Sebelum difermentasi, jerami padi dipotong-potong dengan ukuran 2 – 3 cm. Kemudian jerami padi dikondisikan kadar air mencapai 40% dengan penambahan distilated water. Mikroorganisme yang digunakan merupakan mikroorganisme komersial yang telah ditumbuhkan sebelumnya pada media yang sesuai dengan sifat tumbuh masingmasing dan kemudian dibuat jus. Selanjutnya jerami padi ditambahkan jus mikrobia sesuai perlakuan sebanyak 5% BK dan molasses sebanyak 5% BK dan difermentasi selama 3 minggu. Hasil fermentasi kemudian dikeringkan pada suhu 55oC selama 3 hari untuk mengetahui kadar bahan keringnya (BK), digiling untuk kemudian dianalisis kadar protein kasar dan daya cerna bahan keringnya secara in vitro (IVDMD). Kadar protein kasar diukur sesuai dengan metode AOAC (1985). IVDMD menggunakan metode dari GOTO and MINSON (1977). Semua data dianalisis variansi dan jika berbeda nyata diuji lanjut dengan Duncan’s Multiple Range Test. Jika ditemukan interaksi maka dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan bahan kering (BK) jerami padi fermentasi dipengaruhi oleh suhu, mikroorganisme dan interaksi antara keduanya
221
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2008
(Tabel 1). Kandungan bahan kering menunjukkan perbedaan (P < 0,01) pada semua suhu. Pada suhu 25°C kandungan bahan kering menunjukkan kandungan terendah dan pada suhu 45°C menunjukkan kandungan BK tertinggi. Sementara mikroorganisme juga menunjukkan perbedaan yang nyata (P < 0,01) pada kandungan bahan kering. Dan juga ditemukan interaksi antara suhu dengan mikroorganisme (P < 0,01). Kandungan BK pada perlakuan suhu 45°C menunjukkan nilai tertinggi sedangkan pada suhu 25°C menunjukkan nilai BK terendah. Kandungan BK pada perlakuan Kontrol dan Kontrol + molasses juga lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan mikroorganisme yang lain. Hal ini kemungkinan juga disebabkan oleh tidak adanya mikroorganisme yang memfermentasi karbohidrat dari jerami padi. Pada suhu 25°C, kemungkinan mikroorganisme dapat berkembang dengan baik dan memanfaatkan karbohidrat, mineral dan zat gizi lainnya untuk pertumbuhannya sehingga menurunkan kadar BK. Pemecahan karbohidrat oleh mikroorganisme akan diiringi dengan hilangnya energi dalam bentuk panas,
CO2 dan air (MCDONALD et al., 1991). Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilaporkan oleh OHSHIMA et al. (1997) yang menemukan bahwa fermentasi suatu bahan pakan dengan bakteria asam laktat menurunkan berat bahan kering. Hasil pengukuran kadar protein kasar PK pada jerami padi fermentasi dipengaruhi oleh mikroorganisme, namun tidak ditemukan pengaruh dari suhu dan interaksi antara suhu dan mikroorganisme. Kandungan protein kasar tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan L. fermentum. Peningkatan kadar protein jerami padi fermentasi disebabkan oleh peningkatan pertumbuhan mikroorganisme. Dugaan ini didasarkan kepada asumsi bahwa bakteri asam laktat mempunyai kemampuan untuk mengubah nitrogen bukan protein menjadi protein. Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian BURENOOK (2005) yang menemukan bahwa memfermentasi rumput dengan jus bakteri asam laktat meningkatkan kadar protein kasar.
Tabel 1. Nilai BK dan PK jerami padi fermentasi Perlakuan
BK
PK
% Suhu
Mikroorganisme
Pengaruh
(%BK)
58.55
c
3.80a
35°C
59.32
b
3.82a
45°C
65.54a
3.85a
Kontrol
65.64a
3.59c
Kontrol + mollases
66.48
a
3.96a
L. fermentum
64.41b
4.06a
b
3.98a
25°C
B. subtilis
63.74
B. coagulan
64.00b
3.92ab
S. cerevisiae
50.75c
3.70bc
c
3.50c
A. niger
51.13
Suhu
*
-
Mikroorganisme
*
*
S*M
*
-
BK: bahan kering; PK: protein kasar; Baris mikoorganisme a,b,c: Nilai dengan superskrip yang berbeda pada kolom yang sama adalah berbeda; Baris suhu: a,b,c Nilai dengan superskrip yang berbeda pada kolom yang sama adalah berbeda
222
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2008
Gambar 1. Pengaruh interaksi mikroorganime dengan suhu fermentasi pada kandungan bahan kering (BK) jerami padi fermentasi
Tabel 2. Nilai IVDMD jerami padi fermentasi Perlakuan
IVDMD
Lignin (%BK)
Suhu
Mikroorganisme
25°C
38,62b
5.91
35°C
38.76
b
5.86
45°C
41.50a
6.09
c
5.17bc
ab
4.95c
41.63a
4.94c
bc
5.21bc
B. coagulan
39.84bc
5.76b
S. cerevisiae
37.39d
8.12a
d
7.53a
Kontrol Kontrol + mollases L. fermentum B. subtilis
Pengaruh
39,61 41.14 40.36
A. niger
37.06
Suhu
*
-
Mikroorganisme
*
*
S*M
*
*
IVDMD: in vitro dry matter digestibility; Baris mikoorganisme: a, b, c Nilai dengan superskrip yang berbeda pada kolom yang sama adalah berbeda; Baris suhu: a,b,c Nilai dengan superskrip yang berbeda pada kolom yang sama adalah berbeda
Daya cerna bahan kering secara in vitro (IVDMD) ditunjukkan pada Tabel 1. IVDMD dipengaruhi oleh suhu, mikroorganisme dan interaksi antara keduanya (P < 0,01). Nilai IVDMD tertinggi ditunjukkan pada suhu 45oC. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh meningkatnya BK secara proporsi pada suhu 45oC. Perlakuan dengan L. fermentum menunjukkan nilai IVDMD tertinggi. Hal ini disebabkan oleh kandungan lignin yang lebih
rendah (P < 0,01) dibandingkan dengan kandungan lignin pada perlakuan mikroorganisme yang lain (Tabel 2). Salah satu faktor terbesar yang mempengaruhi kecernaan adalah kandungan serat dalam pakan terutama kandungan ligninnya (MCDONALD et al., 1994). Perlakuan L. fermentum pada suhu 45oC menunjukkan nilai IVDMD tertinggi (Gambar 2). Hal ini kemungkinan disebabkan pada suhu tersebut L. fermentum dapat tumbuh dengan
223
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2008
Gambar 2. Pengaruh interaksi mikroorganisme dengan suhu fermentasi pada in vitro dry matter digestibility (IVDMD)
baik dan menurunkan kandungan lignin. Hal ini sesuai dengan pendapat SNEATH et al. (1986) bahwa bakteri L. fermentum dapat tumbuh dan berkembang dengan baik pada suhu 45oC. Namun, belum ada penelitian yang melaporkan tentang kemampuan bakteri asam laktat tersebut dalam mendegradasi lignin. Meningkatnya nilai IVDMD jerami padi fermentasi ini sejalan dengan hasil yang dilaporkan oleh THALIB et al. (2000) bahwa jerami padi yang difermentasi dengan mikrobia rumen kerbau meningkatkan IVDMD. KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa fermentasi dengan mikroorganisme dapat menurunkan nilai BK, meningkatkan PK dan IVDMD jerami padi. Nilai IVDMD tertinggi diperoleh pada perlakuan L. fermentum pada suhu 45oC. DAFTAR PUSTAKA ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS (AOAC). 1985. Official Method of Analysis. Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C. BINTANG, I. A. K. A. P. SINURAT, T. PURWADARIA dan T. PASARIBU. 2000. Nilai gizi lumpur kelapa sawit hasil fermentasi pada berbagai proses inkubasi. JITV 5(1): 7 – 11.
224
BUREENOK, S., T. NAMIHIRA, M. TAMAKI, S. MIZUMACHI, Y. KAWAMOTO dan T. NAKADA. 2005. Fermentative Quality of Guineagrass Silage by Using Fermented Juice of the Epiphytic Lactic Acid Bacteria (FJLB) as a Silage Additive. Asian-Aust. J. Anim. Sci. 18: 807 – 811. CALLAWAY, E.S. and S.A. MARTIN. 1997. Effects of a Saccharomyces cerevisiae Culture on Ruminal Bacteria that Utilize Lactate and Digest Cellulose. J Dairy Sci 80: 2035 – 2044. DRAKE, D.J., G. NADER and L. FORERO. 2002. Feeding Rice Straw to Cattle. ANR Publication 8079. University of California. EUN, J.S., K.A. BEAUCHEMIN, S.H. HONG and M.W. BAUER. 2006. Exogenous enzymes added to untreated or ammoniated rice straw:effects on in fitro fermentation characteristics and degradability. Animal Feed Science and Technology. 13: 86 – 101. GAO, L., H. YANG, X. WANG, Z. HUANG, Y. IGARASHI and Z. CUI. 2007. Rice Straw fermentation using lactic acid bacteria. Bioresource Technology 99: 2742 – 2748. GOTO, I. and D.J. MINSON. 1977. Prediction of the dry matter digestibility of tropical grasses using a pepsin-cellulase assay. Animal Feed Science and Technology, 2.247 - 253. LILA, Z. A., N. MOHAMMED, T. TAKAHASHI, M. TABATA, T. YASUI, M. KURIHARA, S. KANDA and H. ITABASHI. 2006. Increase of ruminal fiber digestion by cellobiose and a twin strain of Saccharomyces cerevisiae live cells in vitro. J. Anim. Sci. 77: 407 – 413.
Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner 2008
MCDONALD, P., R.A. EDWARDS and J.F.D. GREENHALGH. 1994. Animal Nutrition. Fourth Edition. Longman and Scientific & Technical, New York.
SNEATH, P.H.A., N.S. MAIR, M.E. SHARPE and J.G. HOLT. 1986. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. Volume 2. Williams & Wilkins, United State of America.
MCDONALD, P., A.R. HENDERSON and S.J.E. HERON. 1991. The Biochemistry of silage. Second Edition. Chalcombe Publication.
THALIB, A., J. BESTARI, Y. WIDIAWATI, H. HAMID dan D. SUHERMAN. 2000. Pengaruh perlakuan silase jerami padi dengan mikroba rumen kerbau terhadap daya cerna dan ekosistem rumen sapi. Jurnal Ilmu Ternak dan Veteriner 5(1): 1 – 6.
MILALA, M.A., A. SHUGABA, A. GIDADO, A.C. ENE and J.A. WAFAR. 2005. Studies on the Use of Agricultural Wastes for cellulose Enzyme Production by Aspergillus niger. Research Journal of Agricultural and Biological Science 1(4): 325 – 328. OHSHIMA, M., N.I. PROYDAK and N. NISHINO. 1997. Effect of addition of lactic acid bacteria or previously fermented juice on the yield and the nutritive value of alfalfa leaf protein concentrate coagulated by anaerobic fermentation. Anim. Sci. Technol. (Jpn) 68: 820 – 826.
VIJAYA, C. and M. A. SINGARACHARYA. 2005. Cellulolytic and lignolytic enzymes produced during solid state fermentation of paddy straw by fungi. Indian Journal of Microbiology. 45(1): 75 – 77. ZADRAZIL, F. 1984. Microbial conversion of lignocelluloses into feed. In straw and other fibrous by-products. Eds Sunstǿl, F., Owen, E. Elsevier, Amsterdam, pp. 276.
225
