Evaluasi Kualitas Hasil Ikutan Pertanian dan Perkebunan dengan Kombinasi Fiber Cracking Technology dan Urea untuk Pakan Ruminansia

Abstract

Hasil pertanian dan perkebunan yang melimpah di Indonesia diikuti oleh peningkatan ketersediaan hasil ikutannya sehingga menjadi mudah diperoleh dan relatif tidak bersaing dengan manusia. Hasil ikutan berpotensi sebagai pakan ternak ruminansia, namun memiliki faktor pembatas berupa ikatan lignoselulosa. Ikatan lignoselulosa sulit dicerna di dalam saluran pencernaan ternak ruminansia sehingga dapat menurunkan produktivitas ternak. Oleh sebab itu diperlukan teknik pengolahannya untuk meningkatkan kualitas nutrien sehingga meningkatkan produktivitas ternak. Teknologi pengolahan kombinasi fisik-kimia memiliki peluang lebih besar dalam menurunkan fraksi serat terutama meregangkan ikatan lignoselulosa dan merusak dinding sel hasil ikutan. Teknologi pengolahan fisik tersebut diwujudkan pada sebuah alat inovasi baru di bidang peternakan (nutrisi pakan ternak) yang dinamakan Fiber Cracking Technology (FCT). Alat FCT ini berkapasitas 20 L, dikonstruksi bekerjasama dengan manufaktur lokal yaitu PT Aladin Sakti. Berdasarkan uji coba pengoperasian di Laboratorium IPB, dengan memperhatikan keamanan dan keselamatan kerja, maka penggunaan FCT perlu mengikuti prosedur berikut: (1) FCT dinyalakan sampai suhu 135 °C, (2) pada suhu tersebut, tekanan mencapai 2.3 atm, (3) suhu dan tekanan tersebut dicapai selama 2 jam (120 menit), (4) FCT dimatikan, kemudian didiamkan selama 30 menit, setelah itu tekanan dilepaskan, sampel dapat diangkat dari inkubator FCT. Selain itu, inkubator FCT didesain menggunakan bahan antikorosif dan tidak reaktif dengan amonia yaitu stainless steel, serta memiliki outlet untuk mengeluarkan tekanan yang ditimbulkan. Teknologi pengolahan secara fisik yaitu FCT, dikombinasikan dengan bahan kimia berupa urea sehingga disebut teknologi pengolahan fisik-kimia. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kualitas hasil ikutan pertanian dan perkebunan dengan kombinasi Fiber Cracking Technology (FCT) dan penambahan urea. Pembuktian penurunan fraksi serat dan pelonggaran ikatan lignoselulosa dan kerusakan dinding sel hasil ikutan ditunjukkan melalui metode X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FTIR) dan Scanning Electron Microscopy (SEM), serta mengevaluasi kecernaan in vitro untuk memastikan efektivitas teknologi kombinasi FCT dan urea. Penelitian ini terdiri atas dua (2) tahap: (1) Evaluasi tandan kosong sawit dengan FCT dan beberapa level urea, dan (2) Evaluasi 10 jenis hasil ikutan pertanian dan perkebunan menggunakan kombinasi FCT dan urea 5%. Level urea yang digunakan pada tahap I yaitu 1-5% BK. Pemilihan tandan kosong sawit pada tahap I karena ketersediaannya lebih banyak dan kualitasnya lebih rendah dibandingkan dengan hasil ikutan lainnya. Urea (1-5% BK) dilarutkan dengan air dan dicampurkan ke dalam sampel penelitian. Pencampuran dilakukan dalam ember 3 L. Tiap perlakuan dilakukan sebanyak empat ulangan. Bahan yang sudah homogen tadi dimasukkan ke dalam inkubator FCT. Analisis Van Soest bertujuan mengevaluasi penurunan fraksi serat. Analisis in vitro untuk mengevaluasi kecernaan di saluran pencernaan ternak ruminansia setelah diberikan kombinasi perlakuan FCT dan urea. Level urea 5% BK merupakan level urea optimal. Perlakuan dengan FCT tunggal dapat menurunkan fraksi serat dan meningkatkan kecernaan in vitro hasil ikutan. Namun, terjadi penurunan fraksi serat lebih tajam dan nilai kecernaan tandan kosong sawit tertinggi pada perlakuan kombinasi FCT dan urea 5%. Penelitian tahap II adalah evaluasi 10 jenis hasil ikutan pertanian dan perkebunan menggunakan kombinasi perlakuan FCT dan urea 5%. Hasil ikutan pertanian dan perkebunan berjumlah 10 jenis antara lain jerami padi, pelepah sawit, tandan kosong sawit, kulit buah kakao, kulit kopi, jerami jagung, klobot jagung, tongkol jagung, pucuk tebu dan ampas tebu. Analisis Van Soest digunakan untuk mengevaluasi penurunan fraksi serat. Metode XRD, FTIR dan SEM untuk membuktikan kerusakan ikatan lignoselulosa dan pemutusan ikatan lignin dengan selulosa. Metode XRD menunjukkan perubahan struktur kristal selulosa menjadi struktur yang tidak beraturan (amorf) akibat pemutusan ikatan hidrogen selulosa. Ikatan yang hilang tersebut dapat ditampilkan dan dijelaskan melalui peak wavenumber menggunakan metode FTIR. Ikatan lignoselulosa yang putus ataupun meregang diperlihatkan dari kerusakan atau kehancuran dinding sel menggunakan metode SEM. Analisis in vitro digunakan untuk mengevaluasi peningkatan kecernaan setelah diberi kombinasi perlakuan FCT dan urea 5%. Kombinasi perlakuan FCT dan urea 5% yang diberikan pada hasil ikutan pertanian dan perkebunan mampu menurunkan fraksi serat, meregangkan ikatan lignoselulosa, meningkatkan koefisien cerna bahan kering (KcBK) dan koefisien cerna bahan organik (KcBO), meningkatkan konsentrasi amonia, menurunkan asam propionat, meningkatkan rasio asam asetat terhadap asam propionat, namun tidak mempengaruhi produksi metana, asam asetat, asam butirat, asam valerat dan VFA total. Teknologi kombinasi fisik-kimia antara FCT dan urea 5% dapat melonggarkan ikatan lignoselulosa agar selulosa menjadi lebih mudah diakses oleh mikroba penghasil enzim pencerna serat yang memecah polimer polisakarida menjadi monomer gula. Kemudian, perubahan struktur selulosa dari kristal ke lebih amorf memungkinkan mikroba rumen untuk berkoloni dan memberi kemudahan mikroba rumen dalam proses degradasi komponen bahan kering dan bahan organik. Kesimpulannya, kombinasi perlakuan FCT dan urea 5% mampu menurunkan fraksi serat, meregangkan ikatan lignoselulosa secara asimetris dan merusak dinding sel bahan berserat tinggi seperti hasil ikutan pertanian dan perkebunan sehingga kualitas nutriennya meningkat. Selanjutnya, kombinasi perlakuan tersebut juga meningkatkan kecernaan in vitro hasil ikutan di dalam saluran pencernaan ternak ruminansia sehingga hasil ikutan dapat menjadi pakan berkualitas bagi ternak ruminansia.