MIKROBIOLOGI RUMEN

BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Ternak ruminansia adalah ternak yang mempunyai lambung yang terdapat 4 bagian yaitu Rumen (perut hannduk), Retikulum (perut jala), Omasum (perut kitab), dan Abomasum (lambung sejati. Di dalam rumen ini terdapat berbagai jenis mikroba atau yang sering kita senbut yaitu mikroba rumen. Salah satu fungsi dari mikroba rumen adalah untuk mengfermentasikan pakan dengan kandungan selulosa didalamnya atau pakan yang berserat tinggi. Kemapmpuan mikroba rumen dalam pendegradasian pakan menjadi bentuk yang lebuh sedehana menyebabkan pakan mudah dicerna dan dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan ternak.

      Berdasarkan fungsi dan jenisnya mikroba yang terdapat dalam rumen di klafikasikan menjadi 3 jenis, adalah bakteri, protozoa dan fungi atau jamur. Volume dari keseluruhan mikroba di perkirakan meliputi 3,60% dari cairan rumen (Bryant, 1970). Bakteri adalah mikroba terbesar di dalam rumen sedangkan protozoa lebih sedikit yaitu sekitar satu juta/ml cairan rumen, adanya mikroba ini didalam rumen merupakan salah satu karakter ternak ruminansia dengan sister pencernaanya dengan ternak lain.

1.2  Rumusan Masalah

Adapan rumusan adalaah sebagai berikut :

1.      Apa yang dimaksud dengan mikrobiologi rumen ?

2.      Apa yang dimaksud dengan bakteri ?

3.      Apa yangdimaksud dengan protozoa ?

4.      Apa yang dimaksud dengan fungi ?

1.3  Tujuan

1.      Untuk mengetahui jenis mikroba yang ada dirumen dan bagaimana karakteristik dari masing-masing mikroba pada rumen ?

2.      Untuk mengetahui manfaat mikroba rumen ?

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Mikrobiologi Rumen

Mikroba rumen adalah organisme yang hidup dalam rumen ternak ruminansia (sapi, kerbau, kambing, domba dll) yang berperan penting dalam pendegradasian polisakarida pada dinding sel tanaman serta serat kasar. Berdasarkan pendapat Ali (2012), bahwa pakan hijauan akan difermentasi oleh mikroba rumen sebagai sumber energi bagi ternak ruminansia tersebut. Hal senada diungkapkan oleh Das, dkk (2012), yang mengatakan bahwamikroba rumen dapat memanfaatkan nutrisi pakan secara lebih efisien sebagai sumber energi ternak.

Keberadaan mikroba rumen ini disebabkan karena pada rumen ternak ruminansia tidak dapat dihasilkan enzim untuk mendegradasi polisakarida dalam dinding sel tanaman, sehingga keberadaan mikroba rumen sangat berperan penting di dalamnya. Hal ini merupakan pendapat dari Jakober, dkk (2009), yang juga menyebutkan bahwa 3 jenis mikroba dalam rumen adalah bakteri, protozoa dan fungi/jamur.Berdasarkan pendapat Das, dkk. (2012), bakteri pada rumen dapat memproduksi enzim yang dapat memecah hijauan sebagai sumber energi ternak ruminansia. Hal ini menyebabkan jumlah bakteri sangat banyak dan merupakan yang paling banyak dibandingkan dengan jumlah protozoa atau fungi/jamur. Dalam rumen, bakteri yang hidup tidak hanya 1 jenis, melainkan terbagi menjadi jenis-jenis berbeda yang diklasifikasikan berdasarkan letaknya dalam rumen dan berdasarkan jenis bahan yang digunakan dan hasil fermentasinya.

Urutan pola fermentasi dalam rumen: Glukosa→ silosa → pati→selulosa→ peranan mikroba rumen dalam membantu pemecahan zat gizi dalam pakan dan mengubahnya menjadi senyawa yang dapat dimanfaatkan oleh ternak merupakan keuntungan yang dimiliki oleh hewan ruminansia. Setelah pakan diproses di dalam mulut, proses kedua adalah di bagian Rumen. Rumen berbentuk seperti sebuah kantung, yang berfungsi sebagai tempat untuk mengolah pakan dengan bantuan mikroba 5 Berikut beberapa fungsi utama mikroba rumen yaitu:

1)      Mencerna selulosa, pati, pectin, silan, pentosa dan karbohidrat terlarut

dalam ransum. Untuk mengolah selulosa pakan, proses ini dilakukan oleh jamur, dengan cara membentuk koloni pada jaringan selulosa pakan yang tumbuhmenembus dinding selulosa, nanti pakan lebih mudah dicerna oleh enzim bakteri rumen. Jumlah selulosa pada serat kasar sekitar 30 –  60% dari total bahan kering. Setelah itu, selulosa ini akan diuraikan menjadi glukosa, kemudian hasil fermentasinya berupa volatille fatty acids (VFA) bergunasebagai sumber energi utama bagi ternak.

2) Mencerna protein dan senyawa nitrogen dalam ransum atau mensintesisasam-asam amino dari zat-zat yang mengandung nitrogen yang lebihsederhana.

3) Mensintesis protein dan asam amino yang berasal dari ammonia; atau dengankata lain mengubah protein pakan yang berkualitas rendah dan non-proteinnitrogen (NPN) menjadi protein penyusun tubuh yang mempunyai komposisiasam amino ideal.

4) Mensintesis vitamin yang dibutuhkan oleh induk semang (host) dan spesiesmikrobia atau membentuk vitamin B komplek dan vitamin A, yang berfungsisebagai sumber nutrisi bagi ternak.

5) Mikroba rumen yang mati, akan masuk ke dalam usus halus dan selanjutnyaakan diproses menjadi sumber protein yang berkualitas tinggi.

2.2 Kelompok Mikroba Dalam Rumen

2.2.1 Bakteri

Bakteria rumen berbentuk bulat atau seperti cocci dengan ukuran 1-2503. Rumen dihuni bakteria yang bersifat anaerob obligat, beberapa bersifat anaerob fakulatif. Bakteria kecil merupakan jumlah dari setengah seluruh biomas rumen tetapi berperanan besar dalam pekeerjaan metabolik. Bakteri merupakan biomassa terbesar di dalam rumen, terdapat sekita r50% dari total bakteri hidup bebas dalam cairan rumen dan sekitar 30-40% menempel pada partikel makanan. Beberapa jenis bakteri dari spesies Micrococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Corynebacterium, Lactobacillus, Fusobacterium dan Propionibacteriun ditemukan menempel pada epitel dinding rumen, disamping itu terdapat spesies bakteri methanogen yang hidup menempel pada protozoa (Dehority, 2004). Bakteri pada rumen dapat memproduksi enzim yang dapat memecah hijauan sebagai sumber energi baru bagi ternak ruminansia (Das dan Qin, 2012). Menurut Suwandi (1997), bahwa bakteri merupakan biomassa mikroba yang terbesar di dalam rumen, berdasarkan letaknya dalam rumen, bakteri dapat dikelompokkan menjadi :

a. Bakteri yang bebas dalam cairan rumen (30% dari total bakteri) 

b. Bakteri yang menempel pada partikel makanan (70% dari total bakteri)

c. Bakteri yang menempel pada epithel dinding rumen

 Berdasarkan jenis bahan yang digunakan dan hasil fermentasinya, jenis- jenis bakteri pada rumen dibedakan berdasarkan substrat yang didegradasi, yaitu bakteri Selulolitik, bakteri Hemiselulolitik, bakteri amilolitik, bakteri proteolitik, bakteri lipolitik, bakteri methanogenik, bakteri ureolitik, Sugar Untilizer Bacteria (bakteri pemakai gula), dan Acid Utilizer Bacteria (Bakteri Pemakai Asam).

Bakteri Selulolitik

Bakteri selulolitik menghasilkan enzim selulose dari hidrolisis ikatan beta      1,4-glikosida (selulosa). Dapat menghidrolisis hemiselulosa (sekitar 15% dari bakteri selulolitik). Terdapat dalam jumlah banyak di rumen, jika pakan berseratkccasar tinggi. Keuntungannya dari bakteri ini, energi (ATP) yang dihasilkan cukup untuk digunakan oleh bakteri itu sendiri sehingga tidak mengurangi pemakaian energi oleh ternak (Meryandini, Anja. dkk.2009).

Bakteri Hemiselulolitik

Hemiselulose berbeda dengnan selulosa terutama dalam kandungan pentose gula heksosa serta biasanya asam uronat. Hemiselulosa merupakan struktur polisakarida yang penting dalam dinding sel tanaman.

Bakteri hemiselulotik ini dapat menghidrolisa selulosa biasanya juga dapat menghidrolisa (mencerna) hemiselulosa pada dinding sel tanaman.  Meskipun demikian ada beberapa spesies yang dapat menghidrolisa hemiselulosa tetapi tidak dapat menghidrolisa selulosa. Beberapa contoh bakteri hemiselulolitik adalah Clostridium cellulovorans dan Bacteriodes ruminicola (Caribu, dkk. 2011). Ada juga bakteri jenis Butyrivibrio fibriosolven, Bacteriodes ruminicola.

Bakteri Amilolitik

Bakteri amiolitik merupakan mikroorganisme yang mampu memecah pati menjadi senyawa yang lebih sederhana, terutama dalam bentuk glukosa. Kebanyakan mikroorganisme amilolitik tumbuh subur pada bahan pangan yang banyak mengandung pati atau karbohidrat, misalnya pada berbagai jenis tepung.

Bakteri Proteolitik

Bakteri proteolitik merupakan jenis bakteri yang paling banyak terdapat pada saluran pencernaan manakan mamalia termasuk karnivora (carnivora).  Didalam rumen, beberapa spesies diketahui menggunakan asam amino sebagai sumber utama energi. Beberapa contoh bakteri proteolitik antara lain Bacteroidesamylophilus, Clostridium sporogenes, Bacillus licheniformis (Soetanto,1998).

Bakteri Methanogenik

Sekitar 25 persen dari gas yang diproduksi didalam rumen adalah gas methan. Bakteri ini merupakan bakteri yang menghasilkan gas metan dari bahan karbohidrat dan asam organic. Contoh bakteri ini antara lain Methanobacterium ruminantium dan Methanobacterium formicium (Khaedar, 2010).

Bakteri Lipolitik

Beberapa spesies bakteri menggunakan glyserol dan sedikit gula sebagai sumber pangannya. beberapa spesies lainya dapat menghidrolisa asam lemak tak jenuh dan sebagian lagi dapat menghidrolisa asam lemak tak jenuh dan sebagian lagi dapat menetralisir asam lemak rantai panjang menjadi keton. Enzim lipase bakteria dan protozoa efektif dalam menghidrolisa lemak dalam choloplast. Contoh bakteri lipolitik antara lain Anaerovibrio lipolytica dan Selemonas ruminantium var. lactilytica (Soetanto,1998)

Bakteri Ureolitik

Sejumlah spesies bakteri rumen menunjukkan aktivitas ureolitik dengan jalan menghidrolisis urea menjadi CO2 dan ammonia. Beberapa jenis bakteri ureolitik menempal pada epithelium dan menghidrolisa urea yang masuk kedalam rumen melalui difusi dari pembuluh darah yang terdapat pada dinding rumen. Oleh karena itu konsentrasi urea dalam cairan rumen selalu rendah. Salah satu contoh bakteri ureolitik ini misalnya adalah Streptococcus sp.

Di dalam rumen yang normal biasanya jumlah bakteri ini mencapai antara 15 –  80 x 109 isi rumen. (Soetanto, 1998).  

Bakteri Pemakai Gula (Sugar Utilizer Bacteria)

Hampir semua bakteri pemakai polisakarida dapat memfermentasikan disakarida dan monosakarida. Tanaman muda mengandung karbohidrat siap terfermentasi dalam konsentrasi yang tinggi yang segera akan mengalami fermentasi begitu sampai di retikulo-rumen. Kesemua ini merupakan salah satu kelemahan/kerugian dari sistem pencernaan ruminansia. Sebenarnya gula akan lebih efisien apabila dapat dicerna dan diserap langsung di usus halus (Soetanto,1998).

Bakteri Pemakai Asam (Acid Utilizer Bacteria)

Beberapa jenis bakteri dalam rumen dapat menggunakan asam laktat meskipun jenis bakteri ini umumnya tidak terdapat dalam jumlah yang berarti. Jenis lainnya dapat menggunakan asam suksinat, malat dan fumarat yangmerupakan hasil akhir fermentasi oleh bakteri jenis lainnya. Asam format dan asetat juga digunakan oleh beberapa spesies, meskipun mungkin bukan sebagai sumber energi yang utama.

Asam oksalat yang bersifat racun pada mamalia akan dirombak oleh bakteri rumen, sehingga menyebabkan ternak ruminansia mampu mengkonsumsi tanaman yang beracun bagi ternak lainnya sebagai bahan makanan. Beberapa spesies bakteri pemakai asam laktat yang dapat dijumpaidalam jumlah yang banyak setelah ternak mendapatkan tambahan jumlah makanan butiran maupun pati dengan tiba-tiba adalah jenis Peptostreptococcusbacterium, Propioni bacterium dan Selemonas lactilytica (Soetanto, 1998).

Ada beberapa macam bakteri utama dalam rumen antara lain:

-  Bacteroides succinogenes sebagai sumber energi bakteri ini yaitu glukosa, selulosa, selebiosa dan pati dan produk utama dari bakteri ini adalah asetat, suksinat dan format.

-  Ruminococcus albus sebagai sumber energi bakteri ini yaitu glukosa, selulosa dan Xylan dan produk utama bakteri ini adalah asetat, laknat, format, etanol, CO2 dan H2

- Ruminococcus flavivacilus sebagai sumber energi bakteri ini yaitu glukosa, selulosa dan xyloan dan produk utama bakteri ini adalah asetat, suksinat danformat serta H2

- Butyrivibrion fibrisolvans sebagai sumber energi utama bakteri ini yaituglukosa, selulosa, xylan dan pati dan produk utama bakteri ini adalah asetat, butirat, laktat, format, CO2, H2, etanol

- Bateroides ruminicola sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitu glukosa, xylan dan pati dan produk utama bakteri ini adalah asetat, propionat, suksinatdan format.

- Bacteroides amylophilus sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitu pati danmaltosa dan produk utama bakteri ini adalah asetat, suksinat dan format.

-Selenomonus ruminantium sebagai sumber energi utama bakteri ini yaitug lukosa, pati, gliserol, dan suksinat dan produk utama bakteri ini adalah asetat, propionat, laktat, format dan CO2

2.2.2 Protozoa

Sebagian besar protozoa yang terdapat didalam rumen adalah cilliata meskipun flagellate juga banyak dijumpai. Cilliata ini merupakan non pathogen dan mikroorganisme anaerobik. Pada kondisi rumen yang normal dapat dijumpai ciliata sebanyak 105 -106/ml isi rumen. Secara morphologis protozoa dalam rumen dibagi dalam 2 ordo, yaitu

a. Holotrich

Merupakan protozoa dengan ukuran yang lebih besar, berbentuk oval, dengan baris-baris cilia menutupi pada seluruh tubuhnya. Ciri-ciri umum dari Holotricha adalah pergerakannya yang cepat, bentuk sel umumnya oval dan terdapat dalam konsentrasi yang tinggi bila makanan utama. Terdapat 2 genusyaitu: isotrich dan dasytrich. Sumber makanan utamanya adalah glukosa, fruktosa, sukrosa, xylosa, galaktosa dan pektin. Karbohidrat akan disimpan dalam bentuk amilopektin (salah satu bentuk rantai panjang pati). Jenis ciliata rumen ini mempunyai peranan penting dalam metabolisme karbohidrat dengan jalan menelan gula segera setelah masuk ke rumen dan menyimpannya dalam bentuk amilopektin, yang selanjutnya akan melepaskan kembali senyawa ini kedalam cairan rumen pada saat populasi holotricha mengalami lisis atau pada fase pertumbuhan nya. Hasil akhir dari fermentasi adalah karbohidrat dalam bentuk amilopektin, VFA, CO2 dan H2. Amilopektin merupakan cadangan karbohid rat untuk diproses berikutnya.

Mekanisme ini mempunyai pengaruh positif terhadap tersedianya karbohidrat dapat terfermentasi (fermentable carbohydrate) bagi bakteri rumen, terutama apabila tidak terdapat lagi karbohidrat dalam makanan misalnya pada saat ternak beristirahat. Meskipun demikian apabila didalam rumen terdapat kandungan gula yang terlarut sangat tinggi, kelompok Holotricha akan terus memangsa senyawa tersebut hingga pada saat sel ciliata pecah karena tidak terdapatnya kontrol mekanisme pembatas konsumsi. Beberapa spesies Holotrichayang penting antara lain Isotricha intestinalis, Isotricha prostoma, Dasytricharumiantium.

b. Oligotrich

Merupakan protozoa dengan ukuran lebih kecil, dengan cilia di daerah mulut. Sumber pakan utamanya adalah starch, selulase dan glactosil gliserida. Dapatnya mencerna plant fiber adalah adanya proses simbiose intaseluler dengan cellulolytic bakteri atau pada saat bakteria dimakan oleh protozoa, cellulase yang berada dalam bakteri masih aktif untuk beberapa lama dapat memecah selulosa. Adanya protozoa dalam rumen antara lain untuk menstabilkan fermentasi, bertindak sebagai buffer, oleh karena itu maka protozoa dapat disebut esensial untuk optimum performan hewan tetapi tidak ensensial untuk pokok hidupnya. Jenis dan bentuk ransum mempengaruhi jumlah dan tipe protozoa. Pakan hay tinggi, protozoa jenis isotrich dan dasytrich yang terbanyak.  Bila pakan mengandung konsentrat, maka jenis entodinium lebih dominan, sedangkan ransum bentuk pelet akan mengurangi jumlah protozoa, karena:

-Turn over pada rumen relatif cepat, sedangkan protozoa proses regenerasinya relatif lebih lama.

-Ada perubahan fisik dan kimiawi pada pakan pelet sehingga lebih disenangi bakteria.

Bakteri selulolitik juga diketahui hidup secara simbiosis dengan oligotricha di dalam selnya. Spesies penting dari oligotricha antara lain Diplodinium dentatum, Eudiplodinium bursa, Polypastron multivesiculatum, Entodinium caudatum

Baik holotricha maupun oligotricha secara aktif memangsa bakteri, bahkan beberapa holotricha besar memangsa oligotricha kecil. Dibandingkan dengan bakteri, populasi protozoa rumen sangat bervariasi besarnya (jumlahnya) dari nol sampai 5 x 106 perml isi rumen. Meskipun demikian pada umumnya jumlah yang terdapat didalam rumen berkisar antara 0,2- 2,0 x 106 perml (Soetanto, 1998).

2.2.3 Fungi/Jamur

Jamur/fungi anaerob sangat berperan penting dalam komunitas mikro barumen. Fungi/jamur akan memecah bahan makanan yang sulit dicerna dalam mikroba rumen, selain itu fungi/jamur sangat berperan dalam degradasi serat yang terkandung dalam pakan (Kostyukovsky, 1995). Fungi/jamur memiliki kemampuan memecah jaringan tanaman lebih baik dari pada protozoa dan bakteri (Nagpal, 2010).

Kebanyakan jamur mampu mengfermentaskan pati dan glikogen, selain polisakarida pada dinding sel. Konsentrasi tertinggi jamur dalam rumen akan menurun abomasum ke usus kecil, namun meningkat dalam usus besar. Fungi/jamur memiliki pengaruh yang besar pada aktivitas fibrolytik rumen, berkurangnya jumlah populasi jamur menyebabkan penurunan degradasi serat pakan, akibatnya konsumsi pakan mengalami penurunan terutama ketika pakan memiliki kualaitas yang buruk (Mould, 2005). Salah satu fungi/jamur dalam rumen adalah Phycomycotesan aerob yang pada umumnya terdapat pada sapi dan domba yang diberi makanan berserat tinggi.

Jamur ini akan menempel dan membentuk pada fragmen-fragmen pakan dalam rumen. Jamur tersebut tidak terdapat dalam isi rumen hewan yang diberi daun halus(Prayitno,2010). Namun, jumlah fungi/jamur sangat berbanding terbalik dengan bakteri karena menurut penelitian bahwa interaksi antar-mikroba dalam rumen dapat merugikan ternak inang. Hal ini karena banyak jumlah mikroba dalam rumen, maka semakin banyak pula kebutuhan konsumsi pakan dan serat kasar yang harus dipenuhi.

Salah satu ciri khas jamur rumen ini bila dibandingkan dengan jenis jamur lainnya adalah kebutuhannya akan kondisi absolut anaerobik (strictly anaerobic) untuk pertumbuhan dan terbentuknya senyawa hidrogen (H) dalam proses fermentasi selulosa. Siklus kehidupan mikroorganisme ini dilaporkan berlangsung antara 24 - 30 jam, menandakan bahwa jamur rumen sangat erat kaitannya dengan material yang sukar dicerna. Sampai dengan saat ini telah dikenal lebih dari 20 spesies yang berbeda, meskipun sebagian belum mempunyai nama (Soetanto,1998).

BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan

 Mikroba rumen adalah organisme yang hidup dalam rumen ternak ruminansia (sapi, kerbau, kambing, domba dll) yang berperan penting dalam pendegra-dasian polisakarida pada dinding sel tanaman serta serat kasar. Mikroba dalam rumen yang paling banyak jumlahnya diklasifikasikan menjadi tiga yaitu ; bakteri, protozoa dan fungi/jamur. Dengan jumlah bakteri merupakan yang paling banyak dan fungi/jamur merupakan yang paling sedikit.

DAFTAR PUSTAKA

Ali, Usman. 2012. Pengaruh Penggunaan Onggok Dan Isi Rumen  Sapi Dalam Pakan      Komplit Terhadap Penampilan Kambing Peranakan Etawah. Fakultas  Peternakan Universitas Islam  Malang. Malang.

Cakra, I. G. L. O. dan Siti, N. W. 2008. Koefisien Cerna Bahan Kering dan           Nutrien Ransum Kambing Peranakan Etawah Yang Diberi         Hijauan           Dengan Suplementasi Konsentrat Molamik. Majalah Ilmiah Peternakan      11(1): 12-17.

Jakober, M. Qi, K. D. dan T.A. McAllister. 2009. Rumen Microbiology Animal and           Plant Productivity Lethbridge Research Centre Canada. Canada.

McDonald, P., R. Edwards and J. Greenhalgh. 2002. Animal Nutrition. 6th            Edition. New York.

Meryandini, A., dkk. 2009. Isolasi Bakteri Selulolitik dan Karakteristik        Enzimnya.       MAKARA SAINS 13(1):32-38.

Nagpal, Ravinder et al. 2010. Influence of Bacteria and Protozoa from the  rumenof           buffalo on in-vitro activities of anaerobic fungus Caecomyces sp. Isolated          from the feces of elephant. Journal of Yeast   and Fungal Research Vol.1 (8),     pp. 152-156

Prayitno, C. H. dan Hidayat, N. 2011. Aktivitas Selulolitik dan Produk Asam          Lemak Volatile dari Bakteri Rumen Sapi pada Substrat Jerami Padi. J.     Anim. Prod. 1(1): 1-9.

Soetanto, Hendrawan. 1998. Bahan Kuliah Nutrisi Ruminansia            http://lkimfaternaunand.blogspot.com/2014/02/bahan-kuliah-nutrisi ruminansia-jurusan.html. Diakses tanggal 25 Maret 2020.

Suwandi. 1997. Peranan Mikroba Rumen Pada Ternak Ruminansia. Lokakarya     Fungsional Non-Peneliti.

Schlegel, H.G. 1994. Mikrobiologi Umum. T. Baskoro. Gadjah Mada University Press.     Yogyakarta