| dc.description.abstract | Peningkatan produktivitas ternak domba sebagai bagian dari upaya
mendukung swasembada daging nasional berpotensi meningkatkan emisi gas rumah
kaca, terutama metana enterik yang dihasilkan dari fermentasi rumen. Sistem
peternakan rakyat yang masih didominasi oleh penggunaan hijauan berkualitas
rendah menyebabkan fermentasi pakan tidak optimal, sehingga meningkatkan
produksi metana. Selain itu, keterbatasan kandungan nutrien dan rendahnya kualitas
pakan berkontribusi terhadap rendahnya produktivitas ternak. Makroalga sebagai
sumber daya hayati laut Indonesia yang kaya akan senyawa bioaktif memiliki
potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai inovasi pakan bioaditif dalam sistem
produksi ternak ruminansia. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi profil
metabolit tidak tertarget rumput laut melalui pendekatan metabolomik,
mengevaluasi potensi berbagai spesies makroalga Indonesia sebagai kandidat pakan
aditif dalam memperbaiki profil rumen meliputi fermentasi dan kecernaan rumen
secara in vitro, mengevaluasi pemberian pakan aditif makroalga yang mengandung
senyawa bioaktif yang berpotensi sebagai rumen modifier dalam pakan komplit dan
mendapatkan dosis optimal terbaik berdasarkan spesies dan perbedaan kandungan
senyawa bioaktifnya sehingga dapat memperbaiki karakteristik fermentasi rumen
dan kecernaan pakan serta mengurangi emisi gas metana enterik melalui pendekatan
kajian secara in vitro dan teknologi omik (metabolomik dan metagenomik).
Penelitian ini dibagi dalam tiga tahap meliputi : 1) Eksplorasi, identifikasi dan
produksi tepung makroalga dan pakan komplit yang terdiri dari 1.a.) Sampling
beberapa spesies makroalga dari beberapa daerah di Indonesia, 1.b.) Produksi
tepung makroalga, bahan pakan komplit dan proses ekstraksi makroalga, 1.c.)
Identifikasi komposisi kimia makroalga dan bahan pakan komplit melalui analisis
proksimat (kadar air, abu, protein kasar, lemak kasar, serat kasar, Bahan Ekstrak
Tanpa Nitrogen (BETN), Total Digestible Nutrient (TDN), energi total, karbohidrat,
energi dari lemak), dan serat pakan (Neutral Detergent Fiber, Acid Detergent Fiber,
hemiselulosa, selulosa, lignin), kandungan asam lemak, asam amino, klorofil,
mineral; 1.d.) Identifikasi dan karakterisasi metabolit primer dan sekunder pada
beberapa spesies makroalga, 1.e.) Formulasi pakan komplit dan penentuan dosis
pakan aditif tepung makroalga.
2) Pengujian in vitro tahap 1 (Identifikasi profil fermentasi dan kecernaan serta
potensi penurunan produksi metana rumen 14 spesies tepung makroalga secara in
vitro) dan pengujian in vitro tahap 2 (Evaluasi beberapa spesies makroalga terpilih
pada pakan komplit terhadap fermentasi dan degradabilitas serta emisi metana
enterik rumen in vitro). 3) Kajian metabolomik dan metagenomik yang terdiri dari
3.a.) Analisis metabolomik produk fermentasi rumen hasil pengujian in vitro tepung
makroalga (metabolit tidak tertarget) dan analisis metagenomik profil mikrobiom
rumen hasil pengujian in vitro pakan aditif tepung makroalga ke dalam pakan
komplit.
Untuk tahap identifikasi dan karakterisasi metabolit primer dan sekunder pada
beberapa spesies makroalga, rancangan acak lengkap dengan 14 perlakuan ekstrak
makroalga dan 3 ulangan dilakukan untuk kandungan fenol dan flavonoid. Caulerpa
racemosa memiliki kandungan flavonoid yang tinggi (1,5 mg Quercetin/g), dan
Ulva lactuca memiliki kandungan fenol tertinggi (0,55 mg Asam Galat/g). Setiap
sampel makroalga dikeringkan dengan cara dibekukan, digiling, dan diekstraksi
menggunakan metanol dengan perbandingan 1:20 (berat/volume). Ekstrak dianalisis
dengan kromatografi cair–spektrometri massa resolusi tinggi (LC-HRMS).
Sebanyak 31 metabolit yang diduga telah diidentifikasi dan tersedia untuk penelitian
lebih lanjut. Pearson Correlation Analysis (PCA) menunjukkan bahwa pemisahan
makroalga tersebut dapat dijelaskan oleh variasi total sebesar 92,6%. Heatmap juga
menampilkan profil metabolit di antara keempat spesies makroalga tersebut.
Pada percobaan kultur batch in vitro tahap 1, sebanyak 14 spesies makroalga
yang digunakan meliputi Sargassum sp., Palmaria palmata, Gelidium sp., Padina
sp., Halymenia durvillei, Boergesenia forbesii, Gracilaria verrucosa, Eucheuma
cottonii, Gracilaria gigas, Eucheuma spinosum, Ulva lactuca, Turbinaria ornata,
Caulerpa racemosa, dan Gracilaria coronopifolia dan diulang sebanyak 5 kali
pengujian fermentabilitas dan kecernaan rumen in vitro. Pakan yang digunakan
adalah 500 mg substrat makroalga yang diinkubasi dengan 50 ml campuran cairan
rumen buffer (perbandingan 1:2 antara cairan rumen sapi Peranakan Ongole yang
telah difistulasi dan larutan buffer) dalam tabung serum berukuran 100 ml pada suhu
39?C selama 72 jam. Rancangan acak lengkap diterapkan dengan 14 perlakuan
tepung makroalga dan 5 ulangan. Data dianalisis menggunakan Analysis of Variance
(ANOVA), diikuti dengan uji lanjut Duncan. Hasilnya menunjukkan bahwa
produksi gas total tertinggi terdapat pada B. forbesii (54,75 mL; p<0,01) dan
terendah pada T. ornata (10,94 mL). Emisi metana terestimasi dan metana per bahan
kering terestimasi yang diinkubasi terendah pada Sargassum sp. (1,87 mM dan 3,75
mM/g bahan kering; p<0,01), dengan Sargassum sp. dan C. racemosa mengurangi
metana terestimasi sebesar 71,86 %. Tingkat amonia seragam di antara spesies (p>
0,05). Total Volatile Fatty Acid (VFA) dan asam propionat paling tinggi pada H.
durvillei dan B. forbesii (p<0,01), dengan rasio asetat terhadap propionat yang lebih
rendah. Kecernaan Bahan Kering (KCBK) dan Kecernaan Bahan Orgaik (KCBO)
paling tinggi pada H. durvillei (81,72 % dan 69,53 %; p<0,01). Kinetika gas
menunjukkan B. forbesii memiliki asimptot tertinggi (201,97 mL; p<0,01) namun
laju terendah (0,01 mL/jam).
Pengujian in vitro tahap 2 terdiri dari 10 perlakuan dan 5 ulangan meliputi R1
= 30% Rumput Gajah + 70% Konsentrat, R2 = R1 + 1% BK Haliminea durvillei,
R3 = R1 + 2% BK Haliminea durvillei, R4 = R1 + 3% BK Haliminea durvillei, R5
: R1 + 1% BK Caulerpa racemosa, R6 : R1 + 2% BK Caulerpa racemosa, R7: R1
+ 3% BK Caulerpa racemosa, R8 : R1 + 1% BK Gracillaria gigas, R9 : R1 + 2%
BK Gracillaria gigas, R10: R1 + 3% BK Gracillaria gigas. Penelitian in vitro tahap
2 dengan menginkubasi substrat makroalga sebanyak 750 mg (30% rumput gajah
dan 70% konsentrat) dalam 50 ml campuran cairan rumen dan larutanbuffer (rasio
cairan rumen dan larutan penyangga sebesar 1:4) dalam 100 ml botol serum pada
kondisi anaerob dan suhu 39°C selama 48 jam.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap untuk
perlakuan dengan kontrol dan rancangan acak lengkap faktorial untuk perlakuan
tanpa kontrol, sebanyak 3 spesies makroalga dan dosisnya sebagai perlakuan dan 5
ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suplementasi berbagai spesies dan
dosis makroalga pada pakan komplit memberikan pengaruh nyata terhadap produksi
gas metana (p<0,05; p<0,01).
Perlakuan R8 (penambahan 1% BK Gracilaria gigas) menghasilkan produksi
metana terendah secara konsisten pada hampir seluruh parameter, baik dalam satuan
ppm (71.587,11), mL (8,72), mL/g BK (13,22), mL/g DBK (18,14), mL/g DBO
(23,93), mM (2796,18), maupun rasio metan terhadap total gas (58,73 mL/L). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa suplementasi makroalga memberikan pengaruh
yang sangat nyata (p<0,0001) terhadap konsentrasi NH3 dan total VFA dalam
fermentasi rumen in vitro. Konsentrasi NH3 dan VFA Total meningkat secara
signifikan seiring dengan peningkatan dosis suplementasi, dengan nilai tertinggi
pada perlakuan R9. Konsentrasi asetat cenderung meningkat dengan nilai tertinggi
pada R9, sedangkan propionat relatif stabil di antara perlakuan (p>0,05). Produksi
asam butirat, valerat, dan asam lemak bercabang (isobutirat dan isovalerat) tidak
berubah secara signifikan antar perlakuan. Rasio asetat terhadap propionat (A/P)
sangat berbeda, dengan nilai tertinggi pada R10 dan nilai terendah pada R6.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa suplementasi makroalga berpengaruh
sangat nyata (p<0,01) terhadap sintesis protein mikroba (SPM), populasi protozoa,
partitioning factor (PF), dan estimasi mikroba dalam fermentasi rumen in vitro.
Nilai SPM meningkat secara signifikan dibandingkan kontrol, dengan nilai
tertinggi pada perlakuan R9 dan R5. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
suplementasi makroalga berpengaruh nyata hingga sangat nyata terhadap produksi
gas total, baik dalam satuan ml/g bahan kering (BK) (p<0,01) maupun volume total
(ml) (p<0,001). Produksi gas tertinggi diperoleh pada perlakuan R4. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa suplementasi berbagai spesies makroalga pada
berbagai dosis tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap nilai pH rumen
(p>0,05), dengan kisaran pH relatif stabil antara 6,77 hingga 6,91. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa suplementasi makroalga memberikan pengaruh sangat nyata
terhadap degradabilitas bahan kering (% DBK) (p<0,001) dan berpengaruh nyata
terhadap degradabilitas bahan organik (% DBO) (p<0,05). Nilai % DBK dan %
DBO tertinggi diperoleh pada perlakuan R9. Suplementasi makroalga pada
fermentasi rumen in vitro mampu memodulasi komposisi dan keanekaragaman
mikroba, mempengaruhi populasi arkea penghasil metana, serta mengubah profil
metabolomik, PCA loading yang menggambarkan 131 metabolit dalam cairan
rumen produk fermentasi in vitro rumen.
Kebaruan (kebaruan) dari penelitian ini terletak pada integrasi evaluasi
fermentasi rumen secara in vitro dengan teknologi omik. Makroalga Indonesia
berpotensi besar dikembangkan sebagai strategi inovatif untuk memperbaiki profil
rumen meliputi fermentasi dan kecernaan rumen secara in vitro, meskipun
penelitian lanjutan secara in vivo masih diperlukan untuk memastikan efektivitas
dan dosis optimal dalam aplikasi praktis. | |
