Optimasi Pati Terdegradasi di Rumen pada Bahan Pakan Lokal melalui Pengolahan Asam Organik dan Heat Moisture

Abstract

Optimasi pati terdegradasi di rumen menjadi strategi penting untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan sumber daya pakan lokal dan produktivitas ternak ruminansia. Sebagian besar bahan pakan lokal di Indonesia, seperti biji-bijian, umbi-umbian, dan hasil sampingnya, mengandung rumen degradable starch (RDS) tinggi yang berpotensi memicu asidosis rumen jika tidak dikelola dengan tepat. Penelitian ini mengkaji modifikasi pati melalui kombinasi heat moisture treatment (HMT) dan pengolahan kimia menggunakan asam organik untuk meningkatkan kandungan rumen undegradable starch (RUS) dan pati resisten (RS). Penelitian dilaksanakan dalam empat tahap. Tahap pertama adalah eksplorasi sepuluh bahan pakan sumber energi, yang menunjukkan variasi signifikan kandungan dan struktur pati, dengan gaplek, jagung, sagu, dan sorgum sebagai kandidat utama berkat kandungan pati tinggi, serta sorgum memiliki RS tertinggi. Tahap kedua berupa meta-analisis menunjukkan kombinasi HMT dan asam organik, khususnya asam malat dan asam sitrat, lebih efektif meningkatkan RS dibandingkan pengolahan tunggal, melalui pembentukan struktur kristalin pati yang lebih stabil. Tahap ketiga menguji modifikasi gaplek, jagung, dan sagu menggunakan asam malat, asam sitrat, dan asam tanat, yang menghasilkan peningkatan signifikan RS, perubahan sifat fungsional pati, serta kualitas nutrisi yang lebih baik; gaplek dengan asam malat dan HMT menunjukkan hasil terbaik. Tahap keempat adalah evaluasi fermentasi rumen in vitro dan kajian metabolomik, yang menemukan bahwa ransum dengan proporsi RUS hingga 50% menurunkan akumulasi amonia, populasi protozoa, dan produksi metana, serta menggeser pola fermentasi ke arah degradasi serat yang lebih efisien dengan rasio asetat/propionat yang lebih tinggi. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa kombinasi HMT dan asam organik efektif dalam memodifikasi karakteristik pati bahan pakan lokal, meningkatkan kandungan RS dan RUS, serta mengoptimalkan fermentasi rumen tanpa efek negatif. Strategi ini berpotensi meningkatkan efisiensi penggunaan pakan lokal, mendukung produktivitas ternak, dan mendorong pemanfaatan sumber daya pakan berkelanjutan di Indonesia.

Optimizing rumen-degradable starch (RDS) is a crucial strategy to enhance the efficiency of local feed resource utilization and improve ruminant productivity. Most local feedstuffs in Indonesia, including grains, tubers, and their by-products, contain high levels of RDS, which may lead to ruminal acidosis if not properly managed. This study investigates starch modification through a combination of heat moisture treatment (HMT) and chemical processing using organic acids to increase rumen undegradable starch (RUS) and resistant starch (RS) content. The research was conducted in four stages. The first stage involved the exploration of ten energy feed sources, revealing significant variation in starch content and structure, with cassava chips, maize, sago, and sorghum identified as prime candidates due to their high starch levels, and sorghum showing the highest RS content. The second stage, a meta-analysis, demonstrated that combining HMT with organic acids, particularly malic and citric acids, was more effective in increasing RS than single treatments, primarily by forming more stable crystalline starch structures. The third stage tested the modification of cassava chips, maize, and sago using malic, citric, and tannic acids in combination with HMT, resulting in significant increases in RS, alterations in functional starch properties, and improved nutritional quality; cassava chips treated with malic acid and HMT yielded the best results. The final stage, an in vitro rumen fermentation and metabolomic study, found that diets containing up to 50% RUS reduced ammonia accumulation, protozoa population, and methane production, while shifting fermentation patterns toward more efficient fiber degradation with a higher acetate-to-propionate ratio. Overall, the findings confirm that the combination of HMT and organic acids effectively modifies the starch characteristics of local feed ingredients, enhances RS and RUS content, and optimizes rumen fermentation without adverse effects. This strategy has the potential to improve local feed utilization efficiency, support livestock productivity, and promote sustainable use of feed resources in Indonesia.