NUTRISI TERNAK BAB V PENCERNAAN DAN PENYERAPAN NUTRIENT PADA TERNAK RUMINANSIA 1. Tujuan Instruksional Umum

Ternak ruminansia memiliki sistem pencernaan yang berbeda dengan ternak non ruminansia, dimana sistem pencernaan lebih kompleks. Ternak ruminansia mempunyai lambung yang sebenarnya dan secara anatomi terbagi menjadi tiga bagian yaitu rumen, retikulum dan omasum. Sesudah lahir, rumen, retikulum dan omasum terus berkembang sampai benar-benar berfungsi. Pada anak domba tahap transisi dimulai pada umur 3 minggu dan berakhir pada 9 minggu. 42

Sedangkan pada anak sapi fase ini dimulai pada umur 5 minggu dan berakhir pada umur 12 minggu.

Susunan dari alat-alat pencernaan ternak ruminansia adalah mulut, esophagus, rumen, retikulum, omasum, abomasums, usus halus, usus besar, kolon anus.

Ternak ruminansia mengunyah pakannya dengan mencampurkan sejumlah air liurnya yang dihasilkan oleh kelenjar saliva. Saliva domba dan babi disekresikan dengan kecepatan 10-15 liter per hari dan pada sapi 75 – 100 liter per hari. Sekresi ini dipengaruhi oleh bentuk fisik pakan, kandungan bahan kering, volume cairan isi perut dan stimulasi psikologis. Kemampuan lain dari ternak ruminansia adalah mengembalikan pakannya dari retikulo-rumen ke mulut (regurgitasi) untuk dimamah/dikunyah kembali. Proses ini disebut ruminansi. Bagian-bagian pakan dari ruang depan (anterior) rumen, karena daya vakum/hampa udara ditarik kembali ke esophagus dan mulut, bagian cair segera ditelan lagi sedangkan bagian kasar (bolus) dikunyah ulang sebelum dimasukkan kembali ke dalam rumen. Para ahli telah menemukan bahwa bolus dikunyah ulang 40 sampai 50 kali sebelum ditelan. Selanjutnya untuk waktu yang diperlukan dalam proses tersebut menurut beberapa ahli bahwa pada sapi waktu untuk grazing 8 jam dan 8 jam untuk ruminansi.

Cairan retikulo rumen mengandung bakteri dan protozoa. Konsentrasi bakteri kira-kira 10⁹ tiap cc isin rumen, sedangkan jumlah protozoa bervariasi kira-kira 10⁵ sampai 10⁶ setiap cc. Jenis-jenis bakteri yang terdapat di dalam rumen disajikan pada Tabel berikut : 43

Species	Sumber Energi	Produk utama fermentasi
Bacteroides succinogenes	Glukosa, selulosa, selebiosa, pati	Asetat, suksinat, format
Ruminococcus albus	Glukosa, selulosa	Asetat, laktat, format
		Etanol, CO2H2
Ruminococcus flavivacilus	Glukosa, relulosa	Asetat, suksinat
	Xylan	Format, H2
Butyrivibrion fibrisolvans	Glukosa, selulosa	Asetat, butirat, laktat
	Xylan, pati	Format, CO2, H2, etanol
Bateroides ruminicola	Glukosa, xylan, pati	Asetat, propionat, suksinat
		Format
Bateroides amylophilus	Pati, maltosa	Asetat, suksinat, format
Selenomonus ruminantium	Glukosa, pati,	Asetat, propionat, laktat
	Laktat, gliserol, suksinat	Format, CO2
Streptococcus bovis	Glukosa, pati	Laktat
Lachnospira	Glukosa, pati, pectin	Asetat, laktat, format
		Etanol, CO2, H2
Succinivibrio	Glukosa, dekstrin	Asetat, suksinat, format
Peptostreptococcus elsdenii	Glukosa, glycerol, laktat	Asetat, propionat, butirat
		CO2, H2, Asam kaproat
Vibrio spesies (lipolitik)	Gliserol	Propionat
Methanobacterium ruminantium	Format, H2	Metana

Sumber : Arora (1989)

Pencernaan microbial lebih penting terjadi pada ternak ruminansia, dimana memiliki kemampuan mencerna bahan pakan berserat kasar tinggi pada rumennya. Pada ternak ruminansia, pencernaan microbial mendahului pencernaan enzimatik, sebaliknya pada herbivora (kuda), fermentasi microbial terjadi di bagian posterior saluran pencernaan.

Pencernaan dan Absorbsi Karbohidrat dalam Retikulorumen. Pakan ruminansia mengandung selulosa, hemiselulosa, pati dan karbohidrat yang diperoleh dari tanaman. Pencernaan selulosa dan hemiselulosa oleh setiap spesies ternak diantara zat-zat yang menghasilkan energi tidak dibantu oleh enzim-enzim dari tubuh ternak. Pencernaan karbohidrat ini tergantung pada enzim-enzim mikroorganisme simbiotik yang menghambat satu atau banyak bagian saluran pencernaan.

Hasil akhir pencernaan selulosa dan hemiselulosa adalah asam lemak terbang dan gas. Sebagian besar ransum masih ada residu dari bagian yang tidak dicerna atau tidak diabsorbsi, sisa mikroflora dan atau hasil ikutan dari metabolisme intermedier (misalnya kalsium dan besi) secara normal tidak terdapat dalam feses, tapi akhirnya terdapat dalam caecum dan usus besar. Disini komponen organic dari gumpalan feses mengalami fermentasi sampai suatu derajat yang terganung pada sifat ransum dan spesies ternak.

Metabolisme Karbohidrat oleh Ruminansia

Glukosa dalam pencernaan ruminansia bersifat sementara saja dan segera diubah melalui pyruvat menjadi asam lemak terbang (VFA). Bakteri methagonik kemudian menggunakan formate, H₂ , dan CO₂ untuk memproduksi methane. Proporsi relatif asam lemak terbang bervariasi diantara pakan. Secara umum persentase molar pada semua pakan hay adalah asetat 65%, propionat 20%, butirat 12% dan lainnya seperti valerat, isovalerat dan isobutirat adalh 1%. Meningkatnya level bijian sampai 70% dapat merubah asetat dan propionat masing-masing 40 dan 37 molar.

Perubahan persentase asam bukanlah suatu peristiwa kebetulan tetapi hasil akhir dari suatu penyesuaian yang rumit dari biomass dalam rumen. Perubahan ransum yang tiba-tiba (misalnya substrat mikrobial) mempunyai pengaruh yang keras terhadap jumlah dan jenis kandungan mikroorganisme rumen. Jumlah organisme sellulotik menurun jika pati yang difermentasi meningkat. Tingkat perubahan masing-masing adalah akibat dari interaksi yang rumit dan fantastik diantara species-species mikroba, jumlah dan jenis mikroba produk akhir yang dihasilkan, penyerapan produk-produk ke dalam darah dan berlalunya material-material ke saluran pencernaan. Analisis akhirnya merupakan aksioma bahwa potensi oksidasi – reduksi dari biomass harus berada dalam keadaan seimbang untuk keberhasilan reaksi-reaksinya dan dalam rumen berhasil dikerjakan Van Soest telah menyadur konsep yang dilaporkan oleh Wolin (1970) dan menggambarkan jenis-jenis persamaan yang ada dalam fermentasi glukosa mwnjadi asam lemak terbang utama.

1. Asetat = C₆H₁₂0₆ + 2H₂O → 2C₂H₄O₂ + 2C0₂ + 8H

2. Propionat = C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₂ → 2 [O] (jalur Acrylate)

3. Butirat = C₆H₁₂O₆ → C₄H₈O₂ + 2CO₂ + 4H

Sebenarnya persamaan tersebut memberitahukan kita bahwa jika senyawa-senyawa tersebut diproduksikan, akan terdapat kelebihan 8 H/mole asetat, 4h/mole butirat dann kekurangan 4 H pada setiap mole propionat yang terbentuk melalui jalur Acrylate. Oleh karena itu dalam fermentasi normal terdapat kelebihan [H] dan kandungan rumen [rumen content] merupakan medium pereduksi yang tinggi. Untuk keseimbangan, kelebihan hidrogen harus dipindahkan. Methane adalah penyerap hidrogen yang membuat proses ini menjadi seimbang. Methane tidak dapat dimetabolisme oleh hewan, oleh karena itu ia murni merupakan energi pakan yang hilang. Upaya ekstensif telah dilakukan untuk menurunkan produksi methane dan berarti berarti mengalihkan energinya ke senyawa-senyawa yang dapat dimetabolisme oleh hewan. Salah satu yang paling efektif dimiliki oleh Monensin. Karena sedikitnya methane yang diproduksi dan keseimbangan oksidasi-reduksi harus tetap, maka perubahan persentase molar asam lemak terbang mesti terjadi. Kenyataannya, terdapat kenaikan persentase propionat yang nyata, VFA kekurangan [H] dan reduksi asetat mengakibatkan VFA kelebihan [H]. Singkatnya, meskipun hal ini kompleks, fermentasi rumen adalah suatu proses perubahan biokimia yang sangat halus. Ini adalh kerja dan akan menjadi tantangan yang nyata bagi ahli biokimia ruminansia, mungkin dalam jangka waktu yang panjang.

Hasil studi pioner dari Barcroft dan asosiasinya dan penyelidikan berikutnya oleh peneliti lainnya, menjadikan lebih jelasnya dan tidak bisa dipungkiri lagi bahwa asam-asam lemak yang diproduksi oleh aksi mikrobial langsung diserap dari rumen, retikulum, omasum dan usus besar. Penyerapan dari rumen adalah cepat dan peningkatan levelnya dalam darah portal telah dicatat sekitar 10 menit setelah makan. Nampaknya proses berupa difusi sederhana dengan tanpa memisahkan asam-asam berlangsung pada pH rumen yang normal yaitu sekitar 6,7. Epitelium rumen bukanlah saringan sederhana tetapi mempunyai kapasitas untuk memetabolime asam lemak terbang sebagaimana yang diserap. Dipercaya 80-90% butirat diubah menjadi keton bodies (asam  asetoasetik dan asam β-hidroksi-butirat). Oleh karena itu level butirat darah portal darah sistemik adalah sangat rendah. Sampai dengan 50% propionat akan dimetabolisme menjadi laktat dan pyruvat selama penyerapan. Relatif sedikit asetat yang digunakan untuk hal lain dibanding sebagai sumber energi oleh ephitelium rumen dan otot.

Metabolisme Asam-Asam Lemak Terbang (VFA)

Hati yang memberikan berbagai metabolit karbohidrat ke dalam darah portal, tidak satupun berupa glukosa sebagaimana ruminansia. Asetat dalam jumlah besar meninggalkan hati masuk ke aliran darah. Hanya VFA ini (asetat) yang didapatkan dalam jumlah cukup besar dalam sirkulasi Peripheral. Asetat difosforilasi menjadi Asetil- CoA dan masuk ke siklus TCA. Ia membutuhkan 2 senyawa berenergi tinggi agar menjadi aktif dan menghasilkan 12 molekul ATP pada oksidasinya (3 NADH , 1 FADH , 1 ATP ). Oleh karena itu terdapat kenaikan bersih 10 ATP per molekul asam asetat yang diserap. Asetat dapat juga digunakan secara tepat untuk mensintesis lemak susu, khususnya asam-asam rantai pendek.

Asam propionat sebagian besar dipindahkan dari darah portal oleh hati yang akan mengubahnya menjadi glukosa. Kenyataannya, propionat inilah yang merupakan sumber glukosa utama bagi ruminansia dan dalam hal sapi memproduksi 40 kg susu per hari, telah diestimasikan disumbangkan sebanyak 60% dari yang dibutuhkan. Propionat yang diubah menjadi glukosa, pertama kali masuk ke siklus TCA sebagai suksinil – CoA dengan cara sebagai berikkut :

Senyawa ini membutuhkan 3 senyawa yang berenegi tinggi dan melibatkan 2 vitamin yaitu Biotin dan vitamin B12. Jika reaksi oksaloasetat – fosfoenolpyruvat tidak dapat balik, maka Suksinil CoA harus melampaui reaksi ini dengan cara langsung ke Fosfoenolpyruvat dan sampai ke glukosa. Karena oksaloasetat tidak dapat melewati membran mitokondria, sedangkan malat dapat, maka Suksinil CoA akan diubah menjadi malat yang keluar menembus membran kemudian diubah lagi menjadi oksaloasetat dan selanjutnya menjadi Fosfoenolpyruvat. Fosfoenolpyruvat kemudian bergerak berkebalikan dengan glikolisis untuk menghasilkan glukosa. Jika propionat diubah menjadi glukosa dan selanjutnya menjadi CO dan H O akan terdapat kenaikan bersih 17 ATP per molekul atau 34 per glukosa equivalent (C₆). Hal ini berlainan dengan hasil dari glukosanya sendiri yaitu 36 ATP.

Asam butirat yang diserap sebagai benda-benda keton (Keton body) pada akhirnya dimetabolisme sebagai Asetil – CoA. Produksi bersih ATP adalah 25 per molekul butirat.

Pencernaan protein dalam retikulo-rumen. Protein kasar yang masuk ke dalam retikulo-rumen berasal ransum dan saliva dalam bentuk protein murni dan NPN. Perlu diketahui beberapa protein murni tidak dicerna oleh jasad renik sehingga masuk ke abomasums masih utuh dan mengalami pencernaan disini untuk selanjutnya diserap oleh usus halus.

Protein murni yang tak dapat menghindar dari pencernaan di retikulo-rumen dicerna oleh peptidase jasad renik dan diuraikan menjadi asam-asam amino, yang dapat (1) dipakai untuk sintesa protein jasad renik, atau (2) dideaminasi untuk membentuk asam-asam organic, ammonia dan CO₂. Singkatnya sumber protein yang masuk abomasums ruminansia adalah sebagai berikut :

1. Protein ransum dan saliva yang lolos dari aktivitas jasad renik dan retikulo-rumen.

2. Protein jasad renik, yang berasal dari :

a. Asam-asam amino protein ransum dan saliva

b. Asam-asam amino yang berasal dari ammonia dari asam-asam amino ter-deaminasi (langsung atau diubah sebagai urea)

c. Asam-asam amino yang berasal dari senyawa-senyawa NPN ransum.

Pencernaan dan Absorbsi Lemak dalam retikulo-rumen. Mekanisme pencernaan dan absorbsi lemak pada ruminansia beragam umur, mekanisme pada anak sapi yang baru dilahirkan atau anak kambing yang mempunyai rumen tidak berfungsi. Pada ruminansia dewasa semua lemak ransum dihidrolisis menjadi asam lemak bebas dan gliserol oleh mikroflora rumen. Hidrogenasi asam-asam lemak yang tidak jenuh sangat banyak berlangsung dalam rumen. Dengan demikian lemak yang masuk ke dalam usus halus mengandung asam-asam lemak bebas jenuh dalam jumlah yang tinggi dan sedikit monogliserida.

Pemasukan lemak dalam jumlah besar memperlambat pelepasan digesta melalui saluran pencernaan. Adanya lemak dalam usus halu menahan aktivitas otot dari perut dan dengan demikian meperlambat pengosongan perut. Ransum yang berlemak lebih dikatakan dalam keadaan “diam” daripada ransum yang mengandung lemak rendah. Mekanisme umpan balik ini memberi dorongan pencernaan dan absorbsi lemak optimum.