Manipulasi Fermentasi Rumen

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Ternak ruminansia sebagai penghasil produk ternak (daging, susu dan sebagainya) yang sangat berguna bagi manusia tentu memiliki keterbatasan dalam tingkat produksinya. Namun demikian manusia selalu berusaha dengan segala upaya untuk meningkatkan produksinya lagi. Terlebih untuk negara Indonesia sebagai negara tropis-agraris, dimana kuantitas dan kualitas rumput sangat terbatas namun limbah pertanian yang kualitasnya rendah sangat melimpah maka fenomena nilai konsumsi (VFI) dan kecernaan pakan menjadi rendah yang pada gilirannya produktifitas ternak menjadi sangat terbatas.

Kemampuan rumen dalam melakukan fermentasi akan bekerja maksimum dan akan menghasilkan produk ternak melebihi seperti yang kita harapkan apabila kita mampu memadukan pakan atau istilahnya memanipulasi pakan sedemikian rupa. Tujuan utama manipulasi fermentasi rumen adalah segala upaya mengubah fermentasi di ruangan rumen sedemikian rupa sehingga efisiensi konversi pakan pada ternak ruminansia meningkat. Semakin rendah rasio konversi pakan semakin efisien pakan tersebut, namun perlu diketahui bahwasanya peningkatan pertambahan bobot badan tanpa adanya perubahan konsumsi sebagaimana pula tidak berubahnya pertambahan bobot badan dengan menurunnya konsumsi pakan bisa dikatakan bahwa rasio konversi pakan menurun dus pakan semakin efisien.

Manipulasi fermentasi rumen juga termasuk berbagai upaya untuk mengubah fermentasi sedemikian rupa sehingga kualitas produk ternak relatif berubah. Contoh : apabila konsumen susu menghendaki susu low fat, maka manipulasi fermentasi rumen mungkin menjadi sebuah upaya untuk memperbaiki kualitas susu low fat tanpa mementingkan bertambahnya produksi susu. Manipulasi juga meliputi tujuan-tujuan yang sangat spesifik yang secara langsung tidak harus berkenaan dengan produktifitas. Sebagai contoh manipulasi yang bersifat detoksifikasi terhadap zat-zat yang terdapat dalam pakan yang bersifat toksin.

Secara garis besar ada 3 metode dalam memanipulasi proses-proses yang terjadi di dalam rumen, yakni meliputi:

1. Penghambatan proses-proses tertentu yang terjadi di dalam rumen (selektif),

2. Pengaktifan proses-proses yang tidak berlangsung secara maksimal dan;

3. Proteksi komponen-komponen pakan tertentu sehingga bisa lolos dari rumen tanpa ada perubahan

MANIPULASI FERMENTASI RUMEN

Manipulasi fermentasi rumen adalah usaha untuk mengubah fermentasi di dalam rumen sedemikian rupa sehimgga efisiensi konversi pakan ternak ruminansia diperbaiki. Manipulasi fermentasi rumen ini juga termasuk tujuan yang sangat spesifik tidak berhubungan langsung dengan produktivitas, misalnya detoksifikasi konstituen pakan yang toksik.

Ada 3 cara pokok untuk melaksanakan manipulasi fermentasi rumen, yaitu:

1. mencegah proses tertentu

            3 proses utama yang perlu dicegah dalam manipulasi fermentasi adalah proses proteolisis, produksi methan dan biohidrogenasi.

·         Proteolisis. Kualitas pakan ruminansia secara umum dinilai dari proporsi protein. Digesti protein dalam rumen memerlukan banyak energy. Sebagian besar bahkan hampir seluruh protein pakan akan didegredasi oleh mikroba rumen. Sehingga apabila ternak ruminansia diberi pakan dengan kualitas protein yang baik hampir sama nilainya dengan apabila diberi pakan dengan kualitas protein pakan yang jelek. Ada inhibitor spesifik untuk enzim proteolitik, tetapi substansi tersebut umumnya toksik. Kebanyakan usaha untuk mengurangi tingkat proteolitis dalam rumen adalah dengan proteksi secara fisik atau kimiawi.

·         Biohidrogenasi. Sebagian besar asam lemak berantai panjang dalam pakan adalah asam lemak tidak jenuh. Trigliserida biji-bijian mengandung cukup banyak asam linoleik. Asam tidak jenuh ini mengalami hidrogenasi dalam rumen menjadi asam stearat. Biohidrogenasi dari asam lemak tidak jenuh di dalam rumen ini sebenarnya tidak dikehendaki. Penambahan inhibitor spesifik untuk lipase dalam ransum dapat mencegah proses biohidrogenase.

·         Produksi methan. Kira-kira 6-10% energy yang terbentuk dalam proses digesti pakan dalam rumen hilang sebagai methan. Produksi methan tidak dapat sepenuhnya dicegah, hal ini terjadi karena H₂ yang bersifat toksik bagi mikrobia rumen akan diubah menjadi methan (CO₂+ H₂            CH₄). Sehingga segala sesuatu yang diusahakan untuk meningkatkan H₂ akan mencegah produksi methan. Upaya untuk meningkatkan H₂ antara lain :

a. pemberian nitrat (NO₃).

            Nitrat dengan adanya enzim nitrat reduktase akan berubah menjadi NO₂, yang selanjutnya dengan enzim nitrit reduktase dan H₂ akan membentuk hydroxylamine (NH₂OH) yang dapat diubah menjadi NH₃.

b. penambahan Ionephere

            ionephere adalah senyawa spesifik pada bakteri methanogenik.

c. penambahan Metal halogen

            metal halogen berfungsi sebagai pembunuh bakteri methan.

2. mengaktifkan proses tertentu

            a. mengontrol fermentasi

            b. meningkatkan sintesis

                        ternak ruminansia mampu mendegradasi pakan yang tidak dapat dicerna oleh ternak nonruminansia. Produksi akhir dari degradasi ini adalah asam lemak terbang yang digunakan sebagai sumber energy ternak ruminansia.

3. melindungi nutrient

            Melindungi beberapa nutrient (karbohidar, protein, lipida) dari degradasi mikrobia rumen perlu dilakukan agar nutrient tertentu tidak hilang percuma.

Tujuann utama di dalam melakukan manipulasi ekosistem mikrobia rumen adalah:

1. memperbaiki digesti serat

Guna meningkatkan laju dan tingkat degradasi serat, selulosa merupakan target utama untuk manipulasi. Hal ini disebabkan karena selulosamerupakan polisakarida terbanyak dalam pakan hijauan. Digestinya di dalam rumen berkisar antara 30-65% dan mekanisme serta enzim yang terkait dalam degradasi sudah banyak dikenal.

2. mengurangi degradasi protein atau memproduksi asam amino.

Upaya mengurangi degradasi protein atau memproduksi asam amino lebih sukar untuk dicapai. Untuk mengurangi kebutuhan protein pakan, disarankan bahwa  produksi asam amino oleh bakteri rumen ditingkatkan karena asam amino bebas sangat cepat didegradasi dalam rumen membentuk gen sintetik untuk polipeptid dari asam amino yang dibutuhkan (lysine, methionine, dan threonine).

3. memodifikasi imbangan produk fermentasi

Imbangan tersebut dicari yang paling cocok untuk kebutuhan ternak, yaitu imbangan antara asetat, propionat, dan butirat. Tujuan lain adalah mengontrol konsentrasi laktatnya atau meningkatkan degradasinya.

4. mencegah aktivitas pertumbuhan dan metabolisme mikrobia yang tidak dikehendaki.

Target utama adalah mencegah pertumbuhan atau aktivitas bakteri methanogenik, karena kurang lebih 10% dari energi tercerna pakan hilang sebagai methan.

Manipulasi ekosistem rumen dapat dilakukan melalui pendekatan pengolahan pakan (untuk meningkatkan ketersediaan energi dan meningkatkan protein) dan melalui pemberian pakan tambahan yang dapat menstimulasi pertumbuhan dan aktivitas mikroba rumen guna meningkatkan kecernaan dan efisiensi penggunaan pakan. Bioproses di dalam rumen dapat kita manipulasi selama kebutuhan nutrien dari mikroba rumennya tercukupi, sebaliknya defisiensi nutrient tertentu yang dibutuhkan oleh mikroba rumen akan mengurangi biomasa dan akan berakibat menurunnya daya cerna pakan terutama pakan berserat.

Dengan demikian fermentasi dan sintesis protein mikroba dalam rumen dapat ditingkatkan apabila dalam rumen tersedia semua prekursor yang dibutuhkan. Prekursor dapat disediakan melalui pemberian suplemen dalam ransum. Penggunaan suplemen yang dapat menstimulasi pertumbuhan dan aktivitas mikroba rumen adalah:

Penggunaan buffer

Penambahan buffer pada pakan bertujuan menjaga pH rumen dan mempertahankan fermentasi normal dalam rumen. Hal ini dapat dilihat pada bilangan keasaman (pH) rumen, kecernaan, pola fermentasi, tekanan osmotik, produk metan, degradasi protein dan sintesis protein mikroba. Pemberian sodium bikarbonat pada kerbau yang diberi pakan basal jerami gandum berpengaruh secara linier terhadap konsumsi bahan kering (BK), protein kasar (PK), ADF, NDF dan air, namun demikian tidak berpengaruh secara nyata terhadap kecernaannya

Meningkatnya konsumsi air minum sebagai salah satu cara untuk mempertahankan pH rumen tetap normal untuk mikroba rumen. Efektivitas penambahan buffer tergantung pada beberapa faktor seperti komposisi pakan, yaitu ransum dari hijauan serat sampai konsentrat. Buffer juga mempengaruhi laju aliran digesta dalam rumen, khususnya komponen cair. Laju aliran fraksi cair

meningkat pada saat buffer ditambahkan ke dalam ransum dengan porsi konsentrat lebih tinggi.  Proses ini ditunjukkan dengan konsumsi air yang meningkat seiring meningkatnya taraf NaHCO3 dalam ransum. Dengan demikian

kondisi keasaman (pH) dan tekanan osmotik dalam rumen tetap terjaga untuk ekosistem mikroba.

Agen defaunasi

Defaunasi merupakan upaya untuk mengurangi  keberadaan fauna, dalam hal ini protozoa penghuni rumen. Penting atau  tidaknya protozoa masih diperdebatkan. Pada pemberian ransum berserat dan rendah kadar proteinnya, kehadiran protozoa

memberikan efek negatif terhadap pertumbuhan ternak. Hal ini karena protozoa cenderung memangsa bakteri untuk kelangsungan hidupnya akibat tidak diperoleh

makanan berupa karbohidrat yang mudah difermentasi. Dilaporkan bahwa eliminasi protozoa menurunkan 10 kali jumlah bakteri yang didegradasi menjadi NH3. Karena itu defaunasi menyebabkan aliran protein atau asam amino ke duodenum meningkat. Defaunasi dengan menggunakan ekstrak buah lerak (Aksapon SR) menyebabkan kenaikan jumlah bakteri total sebesar 61,3%.

Penggunaan minyak jagung sebagai agen defaunasi mampu mengeliminasi protozoa rumen dari 1,45 x 105 sel/ml menjadi 1,28 x 105 sel/ml dan

mengakibatkan peningkatan populasi bakteri rumen dari 8,80 x 1010 kol/ml menjadi 11,40 x 1010 kol/ml atau naik sebesar 29,5%.

Bahan agensia defaunasi yang aman didapatkan dari bahan alami seperti kembang sepatu, lerak dan minyak. Agen defaunasi yang mengandung lemak cenderung berasosiasi dengan partikel pakan dan mikroba rumen melalui penutupan permukaan secara fisik. Bakteri rumen mempunyai kemampuan lipolisis yang kuat sehingga dengan cepat dapat menguraikan lemak yang menyelimutinya. Sebaliknya, protozoa tidak memiliki daya lipolisis, akibatnya pada kondisi rumen banyak lemak aktivitas metabolisme protozoa terganggu dan akhirnya protozoa kurang mampu bertahan hidup. Bahan yang mengandung saponin, steroid atau senyawa triterpen glikosida juga mempunyai efek defaunasi karena adanya interaksi saponin-kolesterol membran sel yang menyebabkan sel protozoa pecah.

Defaunasi menggunakan saponin asal teh sebesar 0,4 dan 0,8 mg/ml cairan rumen dapat memodifikasi rumen dengan menghasilkan proporsi asam asetat lebih rendah dan propionat lebih tinggi yang diikuti konsentrasi N-NH3 dan protozoa lebih rendah, sedangkan protein mikroba rumen meningkat.

Penggunaan probiotik

Penggunaan probiotik merupakan satu alternative dalam mengontrol fermentasi rumen  yang lebih efisien dalam penggunaan nutrien pakan. Beberapa strain mikroorganisme telah digunakan sebagai probiotik antara lain yeast dan jamur. Penggunaan probiotik dapat meningkatkan populasi dan aktivitas mikroba

rumen untuk dapat meningkatkan kecernaan pakan. Jenis Saccharomyces cerevisiae telah banyak digunakan dan diketahui meningkatkan produktivitas ternak. Yeast di dalam rumen mampu memanfaatkan oksigen sehingga menjamin kondisi anaerob bagi bakteri rumen dan menstimulasi populasi bakteri rumen tertentu. Keadaan ini diikuti meningkatnya pemanfaatan amonia dan asam laktat sehingga pH rumen stabil.

            Asam amino sebagai faktor tumbuh mikroba rumen

Tercatat ada 6 asam amino sebagai factor pembatas bagi ruminansia. Defisiensi asam amino metionin, leusin, isoleusin, dan valin dapat menghambat pertumbuhan bakteri rumen dan untuk mengatasinya dapat dilakukan dengan cara

suplementasi asam amino tersebut ke dalam ransum. Asam amino lisin merupakan faktor pembatas bagi produktivitas ternak. Namun defisiensi asam amino

lisin dan treonin tidak dapat diatasi dengan cara seperti itu. Asam amino lisin mengalami perombakan total di dalam rumen dan treonin tidak ditemukan dalam rumen maupun sampel digesta duodenum.

Selanjutnya untuk meningkatkan asupan asam amino tersebut dapat dilakukan proteksi agar tidak didegradasi di dalam rumen. Ternak ruminansia juga membutuhkan asam amino aromatik seperti fenilalanin dan triptofan. Melalui manipulasi proses nutrisi maka dapat dilakukan suplementasi asam amino tersebut atau melalui pemberian prekursornya.