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

MAKALAH

NUTRISI RUMINANSIA

“PERTUMBUHAN MIKROBA RUMEN”

DOSEN PENGAMPU: Dr. DEWI FEBRINA, S.Pt., M.P

DISUSUN OLEH

AJI PAMUNGKAS RIAU SAHRUL R(11780115287)

IIS MULIATI (11781200339)

NADIA FADLAN (11781201619)

PROGRAM STUDI PETERNAKAN

FAKULTAS PERTANIAN DAN PETERNAKAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU

PEKANBARU

2020

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul “Pertumbuhan Mikroba Rumen” ini tepat pada waktunya.

Adapun tujuan dari penulisan dari makalah ini adalah untuk memenuhi tugas pada mata kuliah “Nutrisi Ruminansia”. Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang “Pertumbuhan Mikroba Rumen” bagi para pembaca dan juga bagi penulis.

Kami  mengucapkan terima kasih kepada ibu Dr.Dewi Febrina. S.Pt., M.P, selaku dosen pengampu mata kuliah “Nutrisi Ruminansia” yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan sesuai dengan bidang studi yang kami tekuni.

Kami  juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian pengetahuannya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini. Kami  menyadari, makalah yang kami  tulis ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan kami nantikan demi kesempurnaan makalah ini.

Pekanbaru,      April 2020

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................

DAFTAR ISI..........................................................................................

BAB I PENDAHULUAN.....................................................................

1.1.Latar Belakang..................................................................................

1.2.Tujuan................................................................................................

1.3.Manfaat ............................................................................................

BAB II PEMBAHASAN.......................................................................

2.1  Isolasi Mikroba..................................................................................

2.2  Kultivasi Mikroba..............................................................................

BAB III PENUTUP...............................................................................

3.1  Kesimpulan .......................................................................................

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.       Latar Belakang

Ternak ruminansia sepenuhnya tergantung pada peranan mikroba rumen dalam mendegradasi komponen serat, hal ini disebabkan karena ternak ruminansia tidak mampu memproduksi enzim yang dapat menghidrolisis selulosa maupun hemiselulosa sehingga mikroba rumen memiliki peranan penting dalam proses penyediaan energi bagi ruminansia.

Sistem pencernaan pada ternak ruminansia seperti pada ternak pada umumnya berfungsi untuk mencerna bahan pakan, menyerap zat-zat makanan dan mengeluarkan sisa pakan. Lingkaran saluran pencernaan dipengaruhi oleh jenis bahan yang dikonsumsi. Pakan utama rumninansia adalah hijauan. Pakan hijauan umumnya berciri amba (bulky) dan tinggi serat kasarnya. Keistimewaan ruminansia terletak pada sistem pencernaannya yang mampu memanfaatkan bahan makanan berserat kasar tinggi. Kemampuannya dalam mencerna bahan makanan berserat kasar tinggi, terletak pada rumen yang berfungsi mencerna serat kasar secara fermentasi dengan bantuan mikroba rumen.

Pada ternak yang mendapat pakan serat, perkembangan bakteri pencerna serat perlu ditingkatkan. Di dalam rumen ada tiga jenis mikroorganisme, yaitu bakteri, protozoa, dan fungi. Pakan dengan kualitas rendah menyebabkan kontribusi mikroba pada ternak semakin besar, sedangkan pada kondisi pakan miskin akan nutrisi populasi protozoa cenderung menekan perkembangan bakteri dan fungi karena protozoa tidak mendapat pakan yang layak bagi dirinya, padahl kedua golongan mikroba ini sangat dibutuhkan dalam pencernaan serat kasar, sehingga keberadaan protozoa harus terkontrol terutama di daerah pakan berkualitas rendah.

Di dalam rumen terdapat populasi mikroba yang cukup banyak jumlahnya. Misalnya, kehadiran fungi dalam rumen diakui sangat bermanfaat bagi pencernaan pakan serat karena dia membentuk koloni pada jaringan selullosa pakan. Rizoid fungi tumbuh jauh menembus sel tanaman sehingga pakan lebih terbuka untuk dicerna oleh enzim bakteri rumen.

Isolasi mikroorganisme adalah suatu upaya pemindahan mikroba diluar dari lingkungan alamiahnya untuk mendapatkan biakan murni. Pemisahan mikroorganisme dari lingkungan bertujuan untuk memperoleh biakan murni yang sudah tidak bercampur lagi dengan mikroba lainnya. Prinsip dari isolasi mikroba adalah memisahkan satu jenis mikroba dengan mikroba lainnya yang terdapat pada suatu substrat atau lingkungan sekitarnya. Sehingga dalam mempelajari ilmu mikroorganisme kita harus mengerti dan memahami bagaimana mendapatkan mikroba murni dengan cara mengisolasi dan memisahkan mikrobia tersebut sesuai dengan tujuannya. Melalui isolasi kita dapat mempelajari morfologi, biologi ataupun karakteristik mikrobia tersebut.

Kultivasi  pertama kali dilakukan oleh Robert Koch pada tahun 1843 – 1910, seorang ahli kebangsaan Jerman. Bakteri yang dimurnikan adalah bakteri Bacillus anthracis penyebab penyakit antrax pada sapi dan domba di Eropa pada saat itu. Biakan murni dari suatu biakan campuran dapat diperoleh dengan beberapa cara atau metode. Biakan murni diperlukan dalam berbagai metode mikrobiologis, antara lain digunakan dalam mengidentifikasi mikroba. Untuk mengamati ciri-ciri kultural morfologi, fisiologi, dan serologi dibutuhkan mikroorganisme yang berasal dari satu spesies.

1.2.       Rumusan Masalah

1)   Apa yang dimaksud dengan isolasi mikroba?

2)   Apa tujuan dari isolasi mikroba?

3)   Apa yang dimaksud dengan kultivasi mikroba?

4)   Apa tujuan dari kultivasi mikroba?

1.3.       Tujuan

1)   Untuk mengetahui apa itu isolasi dan kultivasi mikroba.

2)   Untuk mengetahui apa tujuan dari isolasi dan kultivasi mikroba.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.       Isolasi Mikroba Rumen

Cairan Rumen Rumen merupakan tabung besar dengan berbagai kantong yang menyimpan dan mencampur pakan hasil fermentasi mikroba. Kondisi dalam rumen adalah anaerobik dan hanya mikroorganisme yang paling sesuai dapat hidup di dalamnya. Tekanan osmosis dalam rumen mirip dengan tekanan aliran darah dan suhunya 38- 42ºC. Cairan rumen berfungsi sebagai buffer dan membantu mempertahankan pH tetap pada nilai 6,8 (Sutardi, 1977). Ternak mempunyai proporsi volume rumen lebih besar dari pada bobot badan, volume untuk ternak ruminansia kecil adalah 10 liter atau lebih. Pada ternak muda, rumen belum berkembang dan masih didominasi oleh abomasum.

Perkembangan bakteri rumen terjadi karena adanya kontaminasi dari lingkungan dan kontak langsung induknya sehingga dengan demikian, perkembangan populasi bakteri rumen akan terus meningkat seiring dengan bertambahnya umur ternak. Pemberian hijauan dan pakan berserat tinggi pada ternak ruminansia akan menstimulasi perkembangan rumen (Hobson dan Stewart, 1992).

Mikroba Rumen yang mendominasi saluran pencernaan dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama yaitu : Bakteri, Archae, dan Eukarya (Mackie et al., 2000). Dan dalam rumen terdapat empat jenis mikroorganisme anaerob, yaitu bakteri, protozoa, jamur dan virus. Dari keempat mikroorganisme tersebut bakteri mempunyai jenis dan populasi yang paling tinggi. Mikroba rumen menghasilkan produk fermentasi berupa Volatil Fatty Acid (asam asetat, asam propionat, asam butirat), CO2, CH4, dan NH3. Zat makanan yang didegradasi adalah karbohidrat, lemak dan protein. Interaksi yang terjadi antar mikroba rumen adalah simbiosis mutualisme.

Isolasi Bakteri Isolasi adalah proses pemurnian bakteri dari sekelompok bakteri yang terdapat dalam habitat yang sama. Pemurnian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri murni yang hanya terdiri dari satu species saja. Bakteri yang sudah dimurnikan, kemudian akan dibiakkan dalam media buatan untuk mendapatkan kultur bakteri murni dalam jumlah banyak.

Teknik isolasi mikroba menurut Hadiotomo(1993):

1.       Teknik pengenceran (dilution method) Suatu sampel dari suatu suspensi yang berupa campuran beragam spesies diencerkan dalam suatu tabung yang tersendiri. Pengenceran suspense mikroba pada umumnya dilakukan dengan teknik pengenceran berseri (series of dilution). Dari hasil pengenceran ini kemudian diambil kira-kira 1 mL untuk diencerkan lebih lanjut. Jika dari pengenceran yang ketiga ini diambil 0,1 mL untuk disebarkan pada suatu medium padat, kemungkinan besar kita akan mendapatkan beberapa koloni yang akan tumbuh dalam medium tersebut, akan tetapi mungkin juga kita hanya akan memperoleh satu koloni saja.

2.       Teknik micromanipulator Satu ose bakteri dengan mikropipet yang ditempatkan dalam micromanipulator, kemudian ditempatkan dalam medium encer untuk dibiakkan. Proses pemisahan/pemurnian dari mikroorganisme lain perlu dilakukan karena semua pekerjaan mikrobiologis, misalnya telaah dan identifikasi mikroorganisme, memerlukan suatu populasi yang hanya terdiri dari satu macam mikroorganisme saja.

Berikut ini adalah media yang digunakan pada isolasi mikroba :

1.      Isolasi pada medium padat Prinsip pada metode isolasi pada agar cawan adalah mengecerkan Mikrobiologi Peternakan oleh Dr. Ir. Yunilas, M.P 22 mikroorganisme sehingga diperoleh individu spesies yang dapat dipisahkan dari organisme lainnya. Setiap koloni yang terpisah yang tampak pada cawan tersebut setelah inkubasi berasal dari satu sel tunggal.

2.      Isolasi pada medium cair Metode isolasi pada medium cair dilakukan bila mikroorganisme tidak dapat tumbuh pada agar cawan (medium padat), tetapi hanya dapat tumbuh pada kultur cair. Metode ini juga perlu dilakukan pengenceran dengan beberapa serial pengenceran. Semakin tinggi pegenceran peluang untuk mendapatkan satu sel semakin besar. Pada media cair pertumbuhan mikroba ditandai dengan kekeruhan mikroba.

3.      Isolasi sel tunggal Metode isolasi sel tunggal dilakukan untuk mengisolasi sel mikroorganisme berukuran besar yang tidak dapat diisolasi dengan metode agar cawan/medium cair. Sel mikroorganisme dilihat dengan menggunakan perbesaran sekitar 100 kali. Kemudian sel tersebut dipisahkan dengan menggunakan pipet kapiler yang sangat halus ataupun micromanipulator, yang dilakukan secara aseptis.

Isolasi Bakteri Seleksi koloni dilakukan secara bertahap sampai diperoleh satu koloni yang seragam. Koloni seragam ini ditumbuhkan pada media tumbuh yang baru, sehingga didapatkan isolat murni dari tabung tersebut. Isolat murni yang berhasil didapatkan akan disimpan sebagai stock kultur. Karakterisasi Isolat Bakteri Bakteri yang diperoleh dari proses isolasi dengan peningkatan taraf xilan secara bertahap mulai dari 0; 0,6; 1,2; 1,8; dan 2,4 %, diuji dengan pewarnaan Gram, dan diuji kemampuan tumbuhnya pada substrat xilan dengan taraf yang berbeda berdasarkan populasinya, luasan zona bening yang dihasilkan dan aktivitas enzimnya. Perhitungan Koloni. Bakteri yang telah diisolasi ditumbuhkan pada media yang mengandung xilan dengan taraf 0; 0,6; 1,2; 1,8; dan 2,4 %. Bakteri ditumbuhkan dengan masa inkubasi selama tiga hari pada suhu 39ºC dan 55ºC. Perhitungan bakteri dilakukan setelah diinkubasi selama tiga hari dengan menghitung Inokulum 10-2 0,05 ml 0,05 ml 0,05 ml 0,05 ml 0,05 ml 10-8 10-6 10-4 10-10 0,1 ml Media Tumbuh 0,05 ml jumlah koloni bakteri yang tersebar dan menempel pada permukaan tabung maupun pada permukaan agar dalam cawan petri.

Pengukuran zona bening merupakan salah satu indikator bahwa bakteri yang ditumbuhkan mempunyai kemampuan untuk mendegradasi substrat yang ditambahkan dalam media tumbuh. Pengukuran zona bening diperoleh dari mengukur luasan zona bening yang terbentuk dari media tumbuh. Media tumbuh bakteri yang sudah dihitung koloninya ditambahkan pewarna merah Congo secukupnya, kemudian diputar dengan menggunakan pemutar tabung selama 15 menit. Pewarna merah Congo akan meresap masuk dalam media tumbuh sehingga media akan menjadi merah. Setelah 15 menit pewarna dibuang dan diganti dengan larutan NaCl 1%. Pada saat pemberian larutan NaCl 1% tabung diputar selama 15 menit pula. Tahap terakhir larutan NaCl 1% dibuang dan diganti dengan larutan HCl 1% dan diputar selama beberapa saat. Zona bening terbentuk setelah pemberian larutan HCl 1 % pada medium.

Pewarnaan Gram dilakukan untuk mengetahui morfologi sel bakteri dan untuk mengetahui kelompok bakteri berdasarkan Gram positif atau Gram negatif. Kaca objek diolesi inokulum secukupnya kemudian difiksasi di atas api hingga kering. Kaca objek diletakkan pada rak dan digenangi dengan larutan kristal violet dan didiamkan selama satu menit. Larutan kristal violet dibuang dengan memiringkan kaca objek dan dibilas dengan aquadest dan dikeringkan dengan kertas tisu. Selanjutnya kaca objek digenangi dengan larutan iodin selama dua menit dan dibilas dengan alkohol 95% dengan komposisi aceton : alkohol (1 : 1 %). Tahap akhir kaca objek digenangi dengan larutan safranin selama 30 detik dan bilas dengan aquadest serta dikeringkan dengan kertas tisu. Saat pemeriksaan dengan mikroskop, ditetesi dengan minyak imersi. Pengamatan dengan mikroskop dilakukan dengan perbesaran 100 x pada lensa objek dan perbesaran 10 x pada lensa okuler. Pengukuran Aktivitas Enzim Xilanase. Satu ml larutan buffer tris-base yang mengandung 1% xilan dicampurkan dengan 1 ml enzim, kemudian diinkubasi pada suhu 40ºC di pemanas air selama 30 menit. Setelah 30 menit, campuran ini ditambahkan dengan 3 ml larutan pereduksi DNS dan dipanaskan pada suhu 100ºC selama 15 menit. Pembacaan dengan spektrofotometer dilakukan pada panjang gelombang 540 nm. Satu unit enzim adalah banyaknya enzim yang dapat memproduksi satu mikro mol xilosa dalam satu menit pada keadaan aktivitas tertentu. (Setyawati, 2007).

Proses isolasi dan pengembangbiakan bakteri rumen telah dimulai sejak tahun 1966 yang dilakukan oleh Hungate (Hobson dan Stewart,1992) dan terus mengalami perkembangan hingga sekarang ini. Metode isolasi bakteri rumen pada penelitian ini menggunakan metode tabung berputar. Prinsip dari metode ini adalah membiakkan mikroorganisme dalam tabung yang berisi media padat dan menempel tipis pada dinding tabung. Gas CO2 dialirkan selama proses inokulasi untuk menjaga kondisi tetap dalam keadaan anaerob. Selama masa inkubasi tabung ditutup dengan tutup karet untuk mempertahankan kondisi anaerob.

2.2.       Kultivasi Mikroba

Kultivasi adalah menumbuhkan mikroba dalam medium/ kultur/ biakan buatan diluar habitat alami. Kondisi media kultivasi harus sesuai dengan habitat aslinya sehingga isolate yang dibiakkan dapat berkembang dengan baik. Saat kondisi media kultivasi sesuai dengan habitat aslinya, maka pertumbuhan reproduksi bakteri dapat diamati dan diukur, pengaruh berbagai kondisi baik terhadap pertumbuhan maupun reproduksi bakteri tersebut dapat dipelajari, perubahan-perubahan apa saja yang dihasilkan oleh bakteri di dalam lingkunan tumbuhnya dapat diketahui. Keberhasilan metode kultivasi yang menghasilkan biakkan bakteri yang baik tergantung pada kebutuhan nutrisi yang tedapat dalam media biakan. Nutrisi adalah cara yang digunakkan oleh makhluk hidup untuk mengasimilasi makananya. Menurut (Volk dan Wheleer, 1988) Nutrient yng dibutuhkan oleh bakteri antara lain:

·         Sumber karbon karbohidat

·         Sumber ntroen (protein/ amoniak)

·         Ion-ion organic tertentu

·         Metobolit penting (vitamin, asam amino)

·         Air

Pada dasarnya, semua organisme membutuhkan energi untuk mempertahankan kehidupannya. Selain itu, ada beberapa organisme yang membutuhkan nitrogen, sulfur, unsur logam dan vitamin untuk menunjang kehidupannya (Pelczar dan Chan, 1986). Volk dan Wheleer (1988) menambahkan bahwa proses perombakan bahan organik menjadi bahan yang diperlukan oleh sel adalah: Perombakan bahan yang mengandung protein, karbohidrat, atau lipid; penyerapan bentuk materi dalam bentuk sederhana,kemudian sintesis protein, karbohidrat dan lipid dalam sel.  Bryant dan Robinson (1961) menyatakan bahwa bakteri memerlukan karbohidrat dalam proses pertumbuhannya. Pemberian karbohidrat dilakukan dengan konsentrasi yang rendah dengan tujuan pertumbuhan koloni dapat menyebar di seluruh permukaan media. Sebagian species bakteri, penambahan hemiselulosa pada media tumbuh dapat meningkatkan jumlah koloni daripada media yang hanya menggunakan glukosa, selubiosa, maltosa, dan pati sebagai sumber energinya (Henning dan Van Der Walt, 1978).

            Substrat spesifik ditambahkan pada media tumbuh dimanfaatkan sebagai sumber karbohidrat oleh bakteri (Leedle et al., 1982). Pada umumnya substrat yang digunakan adalah pati, pektin, xilan, glukosa dan selulosa. Media tumbuh tersebut digunakan untuk mengetahui jumlah bakteri selulolitik, amilolitik, proteolitik, lipolitik, dan methanogenik (Hobson dan Stewart, 1992). 

            Disamping kebutuhan nutrien yang sesuai untuk kultivasi bakteri, juga diperlukan kondisi fisik yang memungkinkan untuk pertumbuhan optimum bakteri. Keberhasilan kultivasi bakteri tergantung pada kombinasi nutrien dan lingkungan fisik yang sesuai. Beberapa persyaratan lingkungan fisik yang harus dipenuhi antara lain:

·         Suhu

·          Atmosfer gas

·         Dan derajat keasaman, serta beberapa kondisi khusus (Pelczar dan Chan, 1986). 

            Pertumbuhan bakteri juga dipengaruhi oleh adanya keberadaan gas atmosfer seperti oksigen dan karbondioksida. Atas dasar ini maka, terdapat empat kelompok besar bakteri yaitu : aerobik adalah organisme yang membutuhkan oksigen, anaerobik adalah organisme yang tidak memerlukan oksigen dalam hidupnya, anaerobik fakultatif adalah organisme yang dapat tumbuh dalam lingkungan aerobic maupun anaerobik, dan mikroaerofilik adalah organisme yang tumbuh dengan baik jika hanya ada sedikit oksigen dalam lingkungannya (Pelczar dan Chan, 1986). Pertumbuhan bakteri juga tergantung dari jumlah energi metabolis (ATP) yang tersedia. Jumlah ATP dari heksosa ini diperoleh dari jalur fermentasi oleh mikroorganisme rumen (Russell dan Bruckner, 1991). Penambahan cairan rumen dalam media, selain memberikan kondisi yang sesuai juga memberikan supply nutrien bagi mikroorganisme rumen (Hungate,1960). Sebagian besar bakteri dapat tumbuh dengan baik saat dikulturkan dengan penambahan cairan rumen untuk kebutuhan nutriennya (Russell dan Bruckner, 1991). 

            Sebagian besar bakteri tumbuh dengan baik pada pH 6,5 sampai 7,5. Namun, terdapat sebagian bakteri yang mampu tumbuh pada lingkungan yang sangat asam maupun sangat basa. Perubahan pH pada medium bakteri ini dapat disebabkan oleh senyawa yang dihasilkan oleh bakteri tersebut selama pertumbuhannya. Untuk menjaga kondisi seperti pH awal, maka pada medium biakan ditambahkan larutan penyangga. Beberapa senyawa yang berfungsi sebagai penyangga adalah pepton maupun kombinasi garam fosfat (Pelczar dan Chan, 1986). 

Ada 3 metode dalam kultivasi mikroba, yaitu:

1.      Metode cawan gores (streak plate method) Metode ini mempunyai dua keuntungan, yaitu menghemat bahan dan waktu. metode cawan gores yang dilaksanakan dengan baik kebanyakan akan menyebabkan terisolasinya mikroorganisme yang diinginkan. Ada beberapa tipe goresan yaitu: sinambung, radian, kuadran dan goresan T.

2.     Metode cawan sebar (spread plate method) Teknik spread plate merupakan teknik isolasi mikroba dengan cara menginokulasi kultur mikroba secara pulasan/sebaran di permukaan media agar yang telah memadat. Metode ini dilakukan dengan mengencerkan biakan kultur mikroba. Karena konsentrasi sel-sel mikroba pada umumnya tidak diketahui, maka pengenceran perlu dilakukan beberapa tahap, sehingga sekurang-kurangnya ada satu dari pengenceran itu yang mengandung koloni terpisah (30-300 koloni). Koloni mikrobia yang terpisah memungkinkan koloni tersebut dapat dihitung.

3.     Metode cawan tuang (pour plate method) Cara ini dasarnya ialah menginokulasi medium agar yang sedang mencair pada temperatur 45-50o C dengan suspensi bahan yang mengandung mikroba, dan menuangkannya ke dalam cawan petri steril. Setelah inkubasi akan terlihat kolonikoloni yang tersebar di permukaan agar yang mungkin berasal dari 1 sel bakteri, sehingga dapat diisolasi lebih lanjut (Jutono dkk, 1980).

BAB III

PENUTUP

3.1  Kesimpulan

Isolasi bakteri adalah proses pemurnian bakteri dari sekelompok bakteri yang terdapat dalam habitat yang sama. Pemurnian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri murni yang hanya terdiri dari satu species saja. Bakteri yang sudah dimurnikan, kemudian akan dibiakkan dalam media buatan untuk mendapatkan kultur bakteri murni dalam jumlah banyak. Terdapat tiga jenis isolasi yang umum dilakukan yaitu isolasi pada media cawan, isolasi pada medium cair, dan isolasi sel tunggal.

Untuk berhasilnya kultivasi mikroba diperlukan suatu kombinasi nutrisi serta lingkungan fisik yang sesuai.Ada 5 parameter lingkungan yang utama yang perlu diperhatikan dalam menumbuhkan mikroba yaitu temperature, kelembaban (RH), kadar oksigen, pH dan osmosis.

DAFTAR PUSTAKA

Evrin, S.F. 2008. Isolasi dan karakterisasi bakteri penghasil enzim xilanase dari cairan rumen kambing & domba dan sumber air panas di Cipanas. Skripsi Fakultas Peternakan. Instirut Pertanian Bogor.

Fardiaz. 1988. Fisiologi Fermentasi. Pusat Antar Universitas – LSI. Bogo

Hobson, P. N and C. S Stewart.1992. The Rumen Microbial Ecosystem. Blackie Academic & Professional. New York.

Setyawati, I. 2007. Pemanfaatan tongkol jagung sebagai media untuk produksi enzim xilanase. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Bogor