Ekstraksi Mannan Oligosakarida (Mos) Hasil Fermentasi Campuran Bungkil Inti Sawit Dan Onggok Sebagai Prebiotik Dalam Pakan Terhadap Penampilan Produksi Ayam Pedaging

Nurhayati, - (2018) Ekstraksi Mannan Oligosakarida (Mos) Hasil Fermentasi Campuran Bungkil Inti Sawit Dan Onggok Sebagai Prebiotik Dalam Pakan Terhadap Penampilan Produksi Ayam Pedaging. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Mannan Oligosakarida (MOS) telah digunakan sebagai feed additive alami (prebiotik) dalam pakan unggas menggantikan antibiotik yang sudah dilarang penggunaannya di Indonesia sejak 1 Januari 2018. Pelarangan penggunaan antibiotik tersebut berkaitan dengan efek negatif antibiotik yaitu terjadinya resistensi bakteri patogen yang membahayakan ternak dan manusia. Mannan oligosakarida yang tersedia di pasar saat ini berasal dari dinding sel luar Saccharomyces cerevisiae yang ketersediaannya masih impor di Indonesia. Oleh karena itu diperlukan usaha untuk mencari alternatif bahan sumber MOS yang tersedia di Indonesia, seperti bungkil inti sawit (BIS). Bungkil inti sawit berpotensi sebagai sumber MOS karena kandungan utama dari serat kasarnya adalah hemiselulosa yang mengandung mannan sekitar 58%. Namun untuk mengekstrak MOS dari BIS yang mempunyai struktur kimia serat kasar komplek diperlukan kerja enzim dengan melibatkan peran mikrobiologi melalui proses fermentasi dengan Aspergillus niger. Aspergillus niger dapat memproduksi berbagai macam enzim pendegradasi serat kasar BIS seperti selulase, hemiselulase, mannanase, galaktosidase dan glukosidase. Produksi enzim yang maksimal dipengaruhi oleh pertumbuhan dan perkembangan Aspergillus niger yang optimal. Pertumbuhan dan perkembangan Aspergillus niger yang optimal dapat dipacu dengan menambahkan sumber pati (onggok) dalam proses fermentasi BIS sehingga menghasilkan enzim yang maksimal untuk mendegradasi serat kasar BIS dan menghasilkan MOS yang maksimal. MOS mampu mengaglutinasi bakteri patogen. Aglutinasi terjadi karena bakteri patogen mempunyai fimbriae tipe-1 yang sensitif melekat pada MOS. Terjadinya aglutinasi dapat menghambat kolonisasi bakteri patogen yang berdampak pada peningkatan rasio bakteri non patogen terhadap bakteri patogen, sehingga terjadi keseimbangan mikroflora yang menyehatkan saluran pencernaan ayam pedaging. Kondisi ini dapat meningkatkan proses pencernaan dan penyerapan nutrisi pakan dan pada akhirnya meningkatkan penampilan produksi ayam pedaging. Tujuan penelitian ini adalah 1) untuk mendapatkan rasio BIS-onggok dan waktu inkubasi yang optimal dalam menghasilkan MOS yang maksimal, 2) untuk mendapatkan dosis penggunaan MOS yang optimal dalam menurunkan bakteri patogen (Salmonella sp. and Echerichia coli) dan meningkatkan bakteri non patogen (Lactobacillus sp.) pada pengujian secara in vitro, dan 3) untuk mengevaluasi pengaruh penggunaan MOS dalam pakan sebagai feed additive (prebiotik) terhadap penampilan produksi ayam pedaging. Penelitian ini terdiri dari 3 tahap yaitu 1) uji rasio BIS-onggok dan waktu inkubasi dalam menghasilkan MOS yang maksimal, 2) uji dosis penggunaan xi MOS hasil ekastraksi produk fermentasi yang optimal untuk menurunkan bakteri patogen dan meningkatkan bakteri non patogen secara in vitro, dan 3) uji pengaruh penggunaan MOS hasil ekstraksi sebagai feed additive (prebiotik) dalam pakan terhadap penampilan produksi ayam pedaging. Penelitian pertama dirancang menggunakan Rancangan Acak Lengkap pola Faktorial dengan 4 x 5 kombinasi perlakuan. Faktor pertama: rasio BIS-onggok (R0 = BIS 100% : onggok 0%; R1 = BIS 87,5% : onggok 12,5%; R2 = BIS 75% : onggok 25%; R3 = BIS 62,5% : onggok 37,5%) dan faktor kedua: waktu inkubasi (W0 = 0 jam; W1 = 24 jam; W2 = 48 jam; W3 = 72 jam; W4 = 96 jam) dengan 3 ulangan per kombinasi perlakuan. Variabel yang diamati adalah kandungan NDF, ADF, lignin, selulosa, hemiselulosa, gula reduksi dan mannosa. Kriteria kombinasi perlakuan terbaik dalam menghasilkan MOS yang maksimal adalah berdasarkan kandungan gula reduksi dan mannosa yang tertinggi. Penelitian kedua adalah pengujian dosis penggunaan MOS hasil ekstraksi terbaik dari penelitian pertama dalam menurunkan bakteri patogen dan meningkatkan bakteri non patogen secara in vitro (uji aglutinasi, uji resistensi dan uji hambat pada media cair). Perlakuan dosis penggunaan MOS terdiri dari D0 = 0 ppm, D1 = 1000 ppm, D2 = 2000 ppm, D3 = 3000 dan D4 = 4000 ppm. Kriteria dosis terbaik ditetapkan berdasarkan hasil uji aglutinasi yang positif, uji resistensi yang positif dan uji hambat pada media cair dengan penurunan bakteri patogen dan peningkatan bakteri non patogen yang tertinggi. MOS ekstraksi dengan dosis terbaik kemudian dibandingkan dengan MOS komersial (D5). Penelitian ketiga dirancang dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap pola tersarang yang terdiri dari 3 perlakuan penggunaan jenis MOS (M0 = tanpa MOS, M1 = MOS ekstraksi dan M2 = MOS komersial) dan 3 perlakuan periode saat pemberian MOS (P1 = MOS diberikan saat periode starter, P2 = MOS diberikan dari periode starter sampai finisher, dan P3 = MOS diberikan saat periode finisher saja) yang tersarang pada perlakuan penggunaan MOS. Variabel yang diamati adalah konsumsi pakan, PBB, konversi pakan, IOFCC, persentase karkas, persentase lemak abdominal, mortalitas, jumlah bakteri patogen dan non patogen, pH, viskositas, luas vili dan luas permukaan mukosa usus ayam pedaging. Data hasil penelitian pertama dianalisis variansi menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) pola faktorial, sedangkan data hasil penelitian ketiga dianalisis variansi menggunakan RAL pola tersarang. Apabila terdapat pengaruh perlakuan maka dilanjutkan dengan uji perbandingan jarak berganda duncan. Data hasil penelitian pertama dan ketiga dianalisis menggunakan paket Agricolae dari program R. Data hasil penelitian kedua dianalisis secara diskriptif. Hasil penelitian pertama menunjukkan bahwa terdapat interaksi antara rasio BIS-onggok dan waktu inkubasi terhadap kandungan NDF, ADF, lignin, selulosa, hemiselulosa, gula reduksi dan mannosa. Kandungan NDF, selulosa dan hemiselulosa menurun dengan bertambahnya waktu inkubasi dan dengan meningkatnya proporsi onggok dalam substrat BIS-onggok, tetapi kandungan gula reduksi dan mannosa meningkat. Sedangkan kandungan lignin dan ADF meningkat dengan bertambahnya waktu inkubasi, tetapi menurun dengan meningkatnya proporsi onggok dalam substrat. Berdasarkan produksi MOS yang ditunjukkan oleh kandungan gula reduksi dan mannosa, kombinasi perlakuan terbaik dalam penelitian ini adalah R2 (BIS 75% : onggok 25%) dan W3 (72 jam). Perlakuan kombinasi ini menghasilkan kandungan gula reduksi (10,05%) dan mannosa (753,64 mg) tertinggi.

English Abstract

Mannan Oligosaccharide (MOS) has been used as natural feed additive (prebiotic) in poultry ration replacing the use of antibiotic which was banned in Indonesia since 1st Januari 2018. The prohibition of antibiotic was due to its negative effect because of resistency development of pathogenic bacteria which are harmful to animal and human. Mannan oligosaccharide which is available in market currently is obtained from outer cell wall of Saccharomyces cerevisiae as an imported product in Indonesia. So it is necessary to find local source of MOS which is available in Indonesia. Palm kernel cake is potential to be a source of MOS because the main content of its crude fibre is hemicellulose which contains mannan of around 58% and its availability is abundance in Indonesia. However, to extract MOS from PKC which has complex chemical structure of its crude fibre needs an enzyme work involving microbiology function by fermentation process using Aspergillus niger. Aspergillus niger could produce many varieties of enzyme which can degrade fibre of PKC such as cellulase, hemicellulase, mannanase, galactosidase and glucosidase. Maximum enzymes production are influenced by optimum growth and development of Aspergillus niger. The optimum growth and development of Aspergillus niger can be boosted by addition of starch source (from cassava by-product = CB) in fermentation process in order to produce maximum enzyme to degrade PKC fibre and produce maximum MOS. MOS could agglutinate pathogenic bacteria. Agglutination is happened because pathogenic bacteria has fimbriae type-1 which is sensitive to adhere to MOS. Agglutinated MOS can hamper colonisation of pathogenic bacteria which impact on the increase of ratio of non pathogenic bacteria to pathogenic one, so that micro-flora balance is happened and make broiler gut healthy. This condition could increase digestion process and feed absorption and finally increase production performance of broiler. The aims of this research were 1) to find the best treatment combination between ratio of PKC-CB substrate fermented using Aspergillus niger and length of incubation in producing maximum MOS, 2) to find optimum dosage of extracted MOS in reducing pathogenic bacteria (Salmonella sp. and Echerichia coli) and in increasing non pathogenic bacteria (Lactobacillus sp.) by using in vitro test, and 3) to evaluate the application of the optimum dosage of extracted MOS as feed additive in broiler ration in improving broiler production performance. This research consisted of 3 stages namely 1) investigation of ratio of PKCCB and length of incubation in producing maximum MOS, 2) investigation of optimum extracted MOS dosage in reducing pathogenic bacteria and in xiv increasing non pathogenic bacteria using in vitro test, and 3) investigation of the effect of extracted MOS use as feed additive (prebiotic) in ration on broiler production performance. The first research was designed by using Completely Randomised Factorial Design with 4 x 5 treatment combination which the first factor was ratio of PKC-CB (R0 = 100% PKC : 0% CB; R1 = 87.5% PKC : 12.5% CB; R2 = 75% PKC : 25% CB; R3 = 62.5% PKC : 37.5% CB) and the second factor was length of incubation (L0 = 0 hour; L1 = 24 hours; L2 = 48 hours; L3 = 72 hours; L4 = 96 hours) with three replications for each treatment combination. Variables observed were the content of NDF, ADF, lignin, cellulose, hemicellulose, reduction sugar and mannose. The criteria of the best treatment combination in producing maximum MOS was based on the highest content of reducing sugar and mannose. The second research was optimum dosage investigation of the extracted MOS from the best result of the first research, consisted of D0 = 0 ppm, D1 = 1000 ppm, D2 = 2000 ppm, D3 = 3000 and D4 = 4000 ppm, in reducing pathogenic bacteria and in increasing non pathogenic bacteria using in vitro test (agglutination test, resistance test and inhibition test in liquid medium). The criteria of the best dosage using in vitro test were positive result on agglutination test, positive result on resistance test, the lowest number of pathogenic bacteria and the highest number of non pathogenic bacteria of inhibition test in liquid medium. The best dosage in reducing pathogenic bacteria and in increasing non pathogenic bacteria was then compared to commercial MOS (D5). The third research was designed using Completely Randomised Nested Design consisted of 3 MOS use treatments (M0 = without MOS, M1 = extracted MOS and M2 = commercial MOS) and 3 treatments of MOS feeding period (P1 = MOS feeding at starter period only, P2 = MOS feeding from starter to finisher period, and P3 = MOS feeding at finisher period only) which nested to MOS use treatment. Variables observed were feed intake, body weight gain, feed conversion ratio, IOFCC, carcass percentage, abdominal fat percentage, mortality rate, number of pathogenic and non pathogenic bacteria, pH and viscosity of gut fluid of broiler, villi surface area, and mucosa surface area of broiler intestine. Data of the first research was analysed of variances using Completely Randomised Factorial Design, while data of the third research was analysed variance using Nested Completely Randomised Design. Means of within each main factor and inter simple factor were then compared by using Duncan’s multiple range test (DMRT) when variance analysis was significant (P<0.05) using Agricolae package of R program. Data of the second research was analysed using descriptive method.

Other obstract

-

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	DIS/636.085/NUR/e/2018/061809620
Uncontrolled Keywords:	FEEDS AND APPLIED NUTRITION
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 636 Animal husbandry > 636.08 Specific topics in animal husbandry > 636.085 Feeds and applied nutrition
Divisions:	S2/S3 > Doktor Ilmu Ternak, Fakultas Peternakan
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	25 Apr 2022 05:08
Last Modified:	25 Apr 2022 05:08
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/190131

Text Nurhayati (2).pdf Restricted to Registered users only Download (5MB)

Actions (login required)

View Item