Evaluasi Fermentasi In vitro Daun dan Ampas Teh Hijau, Hitam, Oolong, dan Putih untuk Mitigasi Emisi Metana Rumen.

Abstract

Metana (CH4), telah menyumbang 10% emisi gas rumah kaca, terutama dari fermentasi rumen ruminansia (27%) akibat aktivitas bakteri metanogenik. Kehilangan energi pakan hingga 12% akibat emisi ini memunculkan berbagai jenis penelitian untuk mengurangi emisi gas metana, termasuk penggunaan senyawa bioaktif seperti tanin dan saponin yang ada pada teh (Camellia sinensis). Teh, terdiri dari berbagai jenis seperti teh hijau, teh hitam, teh oolong, dan teh putih, mengandung senyawa bioaktif seperti tanin, flavonoid, katekin, dan saponin dengan potensi antimetanogenik. Meskipun penggunaannya sebagai pakan ternak masih terbatas, limbah teh (ampas) dari berbagai jenis tersebut mengandung serat dan senyawa aktif sisa yang dapat dimanfaatkan. Namun, membutuhkan pengolahan lebih lanjut untuk meningkatkan nilai gizinya. Penelitian ini mengevaluasi karakteristik fermentasi rumen dari daun dan ampas teh hijau, hitam, oolong, dan putih secara in vitro untuk mengurangi emisi gas metana. Pada tesis bagian pertama, terkait dengan uji hasil uji organoleptik, kualitas fermentasi, karakteristik fermetabilitas in vitro daun teh hijau, teh hitam, teh oolong, dan teh putih. Hasil tesis bagian pertama, menunjukkan hasil organoleptik (warna, aroma, tekstur, keberadaan jamur) yang diperoleh dari daun teh hijau, teh hitam, teh oolong, dan teh putih menunjukkan bahwa kualitas daun teh yang tidak difermentasi dan difermentasi selama 30 hari menghasilkan nilai yang berada direntang normal (2,0-3,0). Nilai fleigh sebagai indikator kualitas daun teh yang difermentasi selama 30 hari menunjukkan bahwa daun teh hijau, teh hitam, teh oolong, dan teh putih berada pada rentang kategori baik (60-80) hingga sangat baik (81-100). Karakteristik fermentabilitas rumen secara in vitro diukur melalui parameter kecernaan bahan kering (KCBK), kecernaan bahan organik (KCBO), pH rumen, amonia (NH3), produksi total gas, gas metana (CH4), volatile fatty acid (VFA), asam asetat, asam propionat, asam butirat, sintesis protein mikroba, dan jumlah protozoa. Jenis teh cenderung signifikan mempengaruhi kecernaan bahan kering pada semua jenis teh. Teh hijau memiliki nilai KCBK tertinggi baik pada fermentasi maupun tidak difermentasi dibandingkan jenis teh lainnya. Sama seperti dengan KCBK, fermentasi meningkatkan KCBO untuk semua jenis teh. Teh hijau menunjukkan kecernaan bahan organik yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis teh lainnya. Nilai amonia relatif sama di seluruh perlakuan. Fermentasi secara signifikan meningkatkan produksi total VFA pada semua jenis teh. Jenis teh secara signifikan memengaruhi total VFA, dengan teh hijau memiliki nilai tertinggi. Produksi metana lebih tinggi pada perlakuan fermentasi dibandingkan tidak difermentasi. Jenis teh tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap produksi metana. Hasil penelitian secara in vitro menunjukkan bahwa daun teh oolong difermentasi menunjukkan produksi gas metana terendah (0,89 %), serta daun teh oolong mengalami penurunan produksi gas metana setelah difermentasi dari 1,07% menjadi 0,89% atau sekitar 16,82%. Sedangkan produksi gas metana tertinggi oleh daun teh hijau setelah difermentasi menjadi 2,35%. Peningkatan gas metana terjadi pada daun teh hijau, teh hitam, dan teh putih setelah difermentasi menjadi 2,35%; 1,49%; dan 1,08 %. Hasil analisis kandungan bioaktif total fenol dan flavonoid juga menunjukkan bahwa daun teh memiliki nilai yang lebih tinggi terutama pada daun teh hijau yang tidak difermentasi. Hasil tesis bagian kedua mengenai hasil uji organoleptik yang diperoleh menunjukkan bahwa kualitas daun teh yang tidak difermentasi dan difermentasi selama 30 hari menghasilkan nilai yang berada direntang normal. Nilai untuk parameter warna, aroma, tekstur, dan keberadaan jamur masih berada pada rentang yang normal. Nilai fleigh yang dihasilkan sebagai indikator untuk mengukur kualitas hasil fermentasi selama 30 hari menunjukkan bahwa ampas teh hijau, teh hitam, teh oolong, dan teh putih berada pada rentang kategori baik-sangat baik. Evaluasi fermentabilitas rumen in vitro menunjukkan bahwa nilai KCBK tertinggi terlihat pada jenis teh putih yang difermentasi, diikuti oleh teh hitam yang difermentasi, dan teh hijau yang difermentasi. KCBK tidak difermentasi cenderung lebih rendah dibandingkan fermentasi. KCBO menunjukkan pola serupa dengan KCBK, dengan nilai tertinggi terdapat pada teh putih yang difermentasi. Produksi amonia tertinggi ditunjukkan pada teh hijau tidak difermentasi, sedangkan fermentasi teh cenderung menurunkan produksi amonia. Total VFA tertinggi terdapat pada teh putih yang difermentasi, diikuti teh hitam yang difermentasi. penelitian secara in vitro menunjukkan bahwa ampas teh hitam sebelum difermentasi menghasilkan gas metana terendah (1,07%), sedangkan produksi gas metana tertinggi oleh ampas teh hijau sebelum difermentasi (NGR) yaitu 2,69%. Produksi gas metana menurun pada ampas teh hijau, teh oolong, dan teh hitam setelah difermentasi masing-masing menjadi 1,79%; 1,56%; dan 1,22%. Penurunan gas metana masing-masing ampas teh hijau, teh oolong, dan teh hitam setelah difermentasi berturut-turut menjadi 33,46%; 9,83%; dan 16,44%. Sedangkan pada ampas teh hitam setelah difermentasi meningkat menjadi 2,03 % atau persentase peningkatan sekitar 89,72%. Kata kunci: ampas teh, daun teh, emisi gas metana, fermentabilitas rumen in vitro

Methane (CH4) contributing for 10% of greenhouse gas emissions, primarily originating from ruminant rumen fermentation (27%) due to methanogenic bacterial activity. The loss of feed energy by up to 12% due to these emissions has led to various studies aimed at reducing methane gas emissions, including the utilization of bioactive compounds such as tannins and saponins found in tea (Camellia sinensis). Tea, devide in various types such as green tea, black tea, oolong tea, and white tea, contains bioactive compounds like tannins, flavonoids, catechins, and saponins with potential antimethanogenic properties. Although its use as livestock feed remains limited, tea residues from these different types contains fiber and residual active compounds that can be utilized. However, further processing is required to enhance its nutritional value. This study evaluates the rumen fermentation characteristics of green, black, oolong, and white tea leaves and tea residues in vitro to reduce methane gas emissions. The first part of the thesis examines the results of organoleptic test, fermentation quality, and in vitro fermentability characteristics of green tea, black tea, oolong tea, and white tea leaves. The result indicated that the organoleptic evaluation (color, aroma, texture, and mold presence) of green, black, oolong, and white tea leaves showed that both unfermented and 30-day fermented tea leaves maintained values within the normal range (2,0–3,0). The Fleigh score, an indicator of tea leaf quality after 30 days of fermentation, indicated that green, black, oolong, and white tea leaves were within the good (60–80) to very good (81–100) category. The in vitro rumen fermentability characteristics were measured using parameters such as in vitro dry matter digestibility (IVDMD), in vitro organic matter digestibility (IVOMD), rumen pH, ammonia (NH3) concentration, total gas production, methane (CH4) gas production, volatile fatty acids (VFA), acetate, propionate, butyrate, microbial protein synthesis, and protozoa count. Processed tea types significantly affected dry matter digestibility across all tea types. Green tea exhibited the highest IVDMD values, both in fermented and unfermented conditions, compared to other tea types. Similar to IVDMD, fermentation increased IVOMD across all tea types, with green tea showing the highest organic matter digestibility. Ammonia values were relatively consistent across treatments. Fermentation significantly increased total VFA production for all tea types, with green tea showing the highest total VFA value. Methane production was higher in fermented treatments than in unfermented ones. However, the type of tea did not significantly affect methane production. In vitro results showed that fermented oolong tea leaves produced the lowest methane gas (0,89%), with a methane reduction from 1,07% to 0,89% after fermentation (16,82%). Meanwhile, green tea leaves had the highest methane production after fermentation, reaching 2,35%. Methane gas production increased after fermentation for green, black, and white tea leaves to 2,35%; 1,49%; and 1,08% respectively. The analysis of bioactive compound content, including total phenols and flavonoids, indicated that tea leaves had higher values, particularly in unfermented green tea leaves. The second part of thesis examines the results of the organoleptic characteristics of tea residues. The results showed that the quality of unfermented and 30-day fermented tea residues remained within the normal range for parameters such as color, aroma, texture, and mold presence. The Fleigh score, used as an indicator of fermentation quality, showed that green, black, oolong, and white tea residues fell within the good-to-very-good category. The in vitro rumen fermentability evaluation indicated that the highest IVDMD values were observed in fermented white tea residues, followed by fermented black tea and fermented green tea. Unfermented IVDMD values tended to be lower than those of fermented residues. IVOMD followed a similar pattern to IVDMD, with the highest values found in fermented white tea residues. The highest ammonia production was observed in unfermented green tea, while fermentation tended to reduce ammonia production. The highest total VFA was recorded in fermented white tea, followed by fermented black tea. In vitro research showed that unfermented black tea residues produced the lowest methane gas (1,07%), whereas unfermented green tea residues exhibited the highest methane production (2,69%). Methane gas production decreased after fermentation in green tea, oolong tea, and black tea residues, reaching 1,79 %; 1,56%; and 1,22%, respectively. The methane gas reduction in fermented green tea, oolong tea, and black tea residues was 33,46%, 9,83%, and 16,44%, respectively. In contrast, methane gas production in fermented black tea residues increased to 2,03%, representing of increasing 89,72%. Keywords: in vitro rumen fermentation, methane emission, tea leaves, tea residues