Entri Populer

Minggu, 14 Agustus 2011

Dengan Enzim Limbah Pertanian Menjadi Pakan Ternak Ruminansia


Pengolahan limbah jagung dan padi menjadi pakan telah banyak dilakukan baik secara fisik, kimia,biologis dan kombinasinya.  Namun pengolahan secara kimia menghasilkan residu yang menyebabkan pencemaran lingkungan, sehingga pengolahan secara kimia kurang dianjurkan.  Selulosa merupakan penyusun dinding sel tanaman yang sukar didegradasi karena monomer glukosanya dihubungkan dengan ikatan B-(1.4).  Untuk meningkatkan pemecahan ikatan B-(1.4) diperlulan enzim selulase dengan aktivitas tinggi. Enzim cairan rumen menngandung enzim selulase, xilanase, mananase, amylase dan lainnya (Budiansyah, dkk., 2010).  Aktivitas enzim pendegradasi serat yang terdapat dalam cairan rumen merupakan kompleks multienzim seperti endoglukanase, eksoglukanase dan B-glukanase (Purnomohadi, 2006), xilanase, xilosidase, asaetil xilan, esterase dan asetil esterase (Lamid, et al ., 2006). Pantaya (2003), menyatakan bahwa penambahan enzim cairan rumen dengan dosis 1240 U/kg menurunkan serat dan meningkatkan energi wheat pollard.  Penambahan enzim cairan rumen dan bakteri Leuconostoc mesenteroides pada silase berbahan baku singkong mampu menurunkan kandungan serat kasar dan sianida pada umbi, serta meningkatkan protein pada kulit + daun + umbi + onggok  (Sandi, dkk ., 2010) .
Limbah tanaman jagung yang terolah secara enzimatis merupakan sumber energi yang potensial bagi ternak, namun perlu dikombinasikan dengan pakan kaya sumber protein yaitu leguminosa pohon antara lain daun trembesi dan gamal.  Winugroho dan Widayati (2009) menyatakan bahwa  Leucaena dan Gliricidia yang dikonsumsi sebagai ransum tanggal oleh domba lebih banyak didegradasi di dalam rumen dan terbuang dalam urin, hanya 24- 30 % yang dimanfaatkan oleh ternak. Dianjurkan pemberian leguminosa perlu dicampur dengan pakan sumber energi dengan level yang tepat sehingga penggunaan protein oleh ternak menjadi optimal.
Potensi limbah tanaman jagung berupa daun dan batang sebesar 12.19 ton/ha dalam bentuk segar.  Pemanfaatan jerami jagung meskipun sudah cukup baik (24.69 %), namun perlu diupayakan peningkatannya karena kualitas dan palatabilitasnya lebih baik dari jerami padi.  Pemberian jerami jagung dengan penambahan probiotik dan urea dalam proses fermentasi dapat memperbaiki nutrisi jerami jagung dan daya cernanya (Direktorat Budidaya Ternak Ruminansia,2006).  Peningkatan level daun gamal memberi pengaruh terhadap penurunan NDF dan  kandungan NDF terendah diperoleh dari pemberian 30 % daun gamal pada silase jerami jagung (Anas,2005).
Pemanfaatan Enzim Pada Industri Pakan
Enzim terdapat secara alami pada organisme hidup dan berperan sebagai katalisator dalam reaksi kimia.  Enzim tersusun dari rantai asam amino, akan mempercepat reaksi kimia dengan cara menempel pada substrat. Dengan bantuan enzim, energi untuk menggerakkan proses reaksi kimia menjadi lebih kecil.  Alasan utama penggunaan enzim dalam industri makanan ternak adalah memperbaiki nilai nutrisinya.  Ternak menggunakan enzim dalam mencerna makanannya, dimana enzim dihasilkan baik oleh binatang itu sendiri  maupun oleh mikroorganisme yang ada pada alat pencernaannya.  Namun demikian proses pencernaan tidak 100 % dari bahan makanan yang dicerna, karena itu perlu ada suplementasi enzim pada pakan untuk meningkatkan efisiensi pencernaannya.(Wijayanti, 2005)
Enzim bekerja secara spesifik pada substrat yang kebanyakan terdapat didalam bahan makanan ternak baik berupa protein, selulose, hemiselulose maupun sumber P pada asam phytat yang kesemuanya merupakan bentuk molekul besar yang tidak bisa diserap dan digunakan langsung.  Agar dapat diserap dan digunakan langsung, maka molekul-molekul besar tersebut harus dipecah menjadi molekul sederhana yang mudah diserap dan digunakan oleh hewan.  Pemecahan molekul ini akan dipercepat oleh adanya enzim spesifik, namun tidak semua hewan mampu menghasilkan enzim-enzim yang diperlukan. Enzim dapat memperbaiki tingkat kecernaan non stach polysaccharides (NSP) seperti selulosa dan pektin yang tidak mudah dicerna oleh enzim-enzim pencernaan. NSP juga diketahui memerangkap banyak nutrisi-nutrisi penting dalam sel-sel tumbuhan.(Wijayanti,2005). Mikroba selulolitik umumnya akan mensekresikan tiga jenis enzim selulase, yaitu endoglukanase atau carboxymethycelullase  (CMC-ase). Eksoglukanase, dan Beta-glukosidase.  Secara sinergis ketiga jenis enzim ini mendegradasi selulosa menjadi  glukosa.  CMC-ase memecah ikatan hidrogen yang di dalam struktur kristalin selulosa. Eksoglukanase memotong ujung-ujung rantai individu selulosa sehingga menghasilkan disakarida dan tetrasakarida misalnya selobiosa dan Beta-glukanase menghidrolisis disakarida dan tetrasakarida menjadi glukosa (Beauchmin et al, 2003).
Secara kimia enzim tersusun atas dua bagian, yaitu bagian protein dan bagian bukan protein.  Bagian protein disebut apoenzim, bagian ini bersifat labil (mudah berubah) misalnya terpengaruh oleh suhu dan asam keasaman. Bagian yang bukan protein disebut gugus prostetik (kofaktor). Gugus prostetik tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam dan molekul-molekul organik yang disebut koenzim. Enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut : protein, termolabil, biokatalisator, bekerjanya spesifik, dibutuhkan dalam jumlah sedikit,umumnya enzim tidak dapat bekerja tanpa adanya zat non protein tambahan yang disebut kofaktor, Kerja enzim dipengaruhi oleh lingkungan.
Enzim Cairan Rumen
Berdasarkan data statistik Peternakan (2007), Jumlah sapi yang dipotong setiap tahun adalah 1.75 juta ekor, sekitar 1.5 juta ekor berasal dari sapi lokal.  Jumlah cairan rumen mencapai 31 liter per ekor (Priego et . al., 1977). Berdasarkan sapi sapi yang dipotong cairan rumen sapi mencapai 54.25 juta liter per tahun.  Cairan rumen sapi hidup kaya akan selulase, amylase, protease, xilanase dan lainnya (Lee et al., 2002 ; Morgavi et al., 2000).  Lee et al., (2002) melaporkan cairan rumen sapi hidup yang diberi makan ransum berbasis hay alfalfa mengandung selulase sebesar 362,7 IU/ml, xilanase sebesar 528,6 IU/ml, amylase sebesar 439,0 IU/ml dan protease sebesar 84.8 IU/ml. Aktivitas enzim-enzim tersebut cukup tinggi.
Karakteristik enzim cairan rumen sapi asal rumah potong hewan secara umum adalah memiliki suhu optimum 50 – 60 oC, kecuali suhu optimum enzim selulase adalah 39o C, pH optimum 6-7   kecuali enzim selulase pH 4, sebagian besar memerlukan ion logam sebagai aktivator. Aktivitas enzim pendegradasi serat (selulase) pada cairan rumen sapi lokal lebih tinggi dari pada cairan rumen sapi impor (Budiansyah dkk., 2010).
Marlida dan Zain (2007) menyatakan bahwa suplementasi enzim selulase pada bagase sampai konsentrasi 2 g/ kg BK dan diinkubasi selama 48 jam untuk membiarkan enzim selulase berinteraksi dan menghidrolisis komponen dinding sel dari bagase, dapat meningkatkan kecernaan bahan kering, bahan organik dan serat kasar secara in vitro. Meng et al. (2005), menyatakan bahwa penggunaan enzim dengan dosis 94 unit aktivitas selulase, 6360 unit aktivitas xilanase dan 1090 aktivitas mananase per kilogram ransum dapat memperbaiki performa ayam broiler. Alam et al (2003). Menyatakan bahwa penggunaan enzim komersial Roxazyme G. dalam ransum dengan dosis 800 unit aktivitas selulase,  2600 unit aktivitas xilznase dan 1800 unit aktivitas  B-glukanase per kilogram dapat memperbaiki performa broiler. Hal tersebut berarti bahwa penggunaan enzim cairan rumen sapi sebanyak 4 – 12 ml per kilogram ransum sudah cukup untuk memperbaiki performa broiler.
Upaya peningkatkan nilai gizi jerami padi dan aman penggunaannya  adalah dengan memanfaatkan jasa mikroba khususnya bakteri xilanolitik. Rekayasa bioteknologi dengan menggunakan isolat bakteri xilanolitik yang diperoleh dari limbah cairan rumen  sapi diharapkan dapat mendegradasi hemiselulosa pada jerami padi dengan produk akhir xilosa. Bakteri xilanolitik mampu memproduksi enzim endo-?-1,4-xilanase, ?-xilosidase, ?-L-arabinofuranosidose, ?-L-glukoronidase dan asetil xilan esterase. Hidrolisis total xilan membutuhkan beberapa enzim yang berbeda  yaitu : endo-1,4- ?-xilanase yang menghidrolisis struktur dasar xilan secara acak menjadi xilooligosakarida; 1,4- ?-xilosidase yang memutus xilooligosakarida menjadi xilosa. Gugus samping yang menyusun xilan akan dibebaskan oleh ?-L-arabinofurosidase, ?-L-glukorosidase, galaktosidase dan asetil xilan esterase menjadi arabinosa, glukuronat, galaktosa dan asetat (Subramaniyan dan Prema., 2002).
Penggunaan bakteri xilanolitik sebagai inokulum diharapkan mempunyai kemampuan dalam mendegradasi hemiselulosa menjadi xilosa, arabinosa, glukoronat dan asetat, serta dapat mempercepat laju fermentasi jerami padi. Berdasarkan  latar belakang masalah seperti dikemukakan di atas, maka perlu dilakukan penelitian tentang rekayasa bioteknologi dengan inokulum bakteri xilanolitik dalam upaya peningkatan mutu nutrisi jerami padi sebagai pakan ternak ruminansia.
Pengujian Aktivitas Enzim.
Ekstrak enzim diperoleh dengan cara mensentrifugasi kultur medium cair  pada 5000 rpm selama 15 menit pada suhu 4oC. Ekstrak enzim sesuai jenis mediumnya diuji pada tiga macam substrat, masing-masing mengandung 1% kertas saring Whatman No. 1/silan/lignin dalam buffer asetat 50 mM, pH 5,5. Masing-masing larutan substrat dalam buffer diambil 8 ml, ditambah 1 ml sumber enzim dan 1 ml aquades. Campuran larutan tersebut digojok dengan fortex, kemudian setiap 5 menit diukur aktivitasnya dan diulangi 4 kali (20 menit). Pengukuran aktivitas spesifik dilakukan dengan cara menghitung banyaknya produk yang dihasilkan dari reaksi enzim tersebut (Efiok, 1996). Produk yang diukur adalah gula reduksi (glukosa dari kertas saring Whatman, silosa dari silan) dan vanilin dari lignin. Pengukuran produk yang dihasilkan, untuk gula reduksi yaitu dengan cara mengambil 1 ml sampel ditambahkan pada 3 ml reagen dinitrosalisilat (DNS) dan  1 ml aquades (Miller, 1959), sedangkan untuk vanilin, 1 ml sampel ditambahkan pada 4 ml metanol, kemudian masing-masing diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer pada ? 560 nm untuk glukosa, 550 nm untuk silosa dan  335 nm untuk vanilin.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar