Produksi NH3 dalam Rumen
Persenyawaan mengandung nitrogen yang dapat dimanfaatkan oleh ternak ruminansia untuk proses pertumbuhan dan produksinya, terdiri atas protein, dan Non Protein Nitrogen (NPN). Protein yang masuk ke dalam rumen dipecah menjadi protease dan peptidase yang dihasilkan bakteri menjadi asam amino peptida. Protease dan peptidase akan segera dipecah oleh peptidase bakteri dan deaminasi sehingga dihasilkan ammonia yang diperlukan untuk pertumbuhan bakteri dalam rumen. Sumber amonia dalam rumen adalah peptida yang merupakan hasil pemecahan protein, asam amino, bahan-bahan sumber nitrogen lainnya. Urea, asam urat, dan nitrat segera diubah menjadi amonia dalam rumen.
Kadar amonia diperoleh dari hasil fermentasi protein dalam pakan. Protein dalam pakan yang masuk ke dalam rumen akan didegradasi dan difermentasi menjadi amonia, asam lemak terbang, dan gas CH4. Fermentasi protein oleh bakteri dilakukan dengan menghidrolisis pakan menjadi asam amino dan polipeptida menjadi peptida berantai pendek yang diikuti dengan proses deaminasi untuk membebaskan amonia. Kecepatan deaminasi biasanya lebih lambat daripada kecepatan pada proses proteolisis, oleh karena itu terdapat konsentrasi asam-asam amino dan peptida yang lebih besar setelah makan, kemudian diikuti oleh konsentrasi amonia sekitar 3 jam setelah makan. Hasil utama degradasi asam amino adalah asam lemak terbang rantai panjang dan amonia. Amonia yang dibebaskan dimanfaatkan oleh mikroba untuk pertumbuhannya dan membentuk protein tubuh. Sekitar 70-80% dari total energi yang diperlukan oleh ternak ruminansia diperoleh dari hasil proses fermentasi dalam rumen, sekitar 65% protein yang diperlukan oleh ternak ruminansia berasal dari protein mikrobial. Besarnya protein yang lolos dari proses degradasi sekitar 20-80%.
Persenyawaan dalam nitrogen yang dapat dimanfaatkan oleh ternak ruminansia adalah protein dan NPN. Protein dan NPN akan dirombak oleh bakteri rumen dan menghasilkan amonia yang diperlukan oleh pertumbuhan bakteri rumen dan merupakan bahan untuk mensintesa protein mikroba.
Mikroba rumen tidak mempunyai kemampuan untuk memanfaatkan asam amino secara langsung, karena tidak mempunyai system transportasi untuk mengangkut asam amino ke dalam selnya, oleh karena itu sekitar 82% dari mikroba rumen memanfaatkan amonia untuk pembentukan asam amino dalam tubuhnya.
Amonia merupakan prekursor utama untuk sintesis protein mikrobial rumen dan jumlahnya menentukan fermentasi yang optimal. Amonia yang dibebaskan dalam rumen sebagian akan dimanfaatkan oleh mikroba untuk mensintesis protein mikroba, bahkan amonia yang dibebaskan dari urea ataupun garam-garam amonium lain dapat dipergunakan untuk sintesa protein mikroba. Sintesis protein mikroba tergantung pada kecepatan pemecahan nitrogen makanan, kecepatan absorpsi amonia dan asam-asam amino, kecepatan alir bahan pakan keluar dari rumen, keperluan mikroba akan asam-asam amino dan jenis fermentasi rumen berdasarkan jenis makanan.
Sumber amonia di dalam rumen adalah peptida yang merupakan hasil perombakan protein, asam amino dan bahan-bahan sumber nitrogen lainnya seperti urea, asam urat, nitrat, dan asam nukleat. Proses perombakan protein oleh mikroba berlangsung secara terus menerus, walaupun produksi amonia telah lebih dari cukup untuk memenuhi keperluan untuk mikroba rumen.
Pada proses degradasi protein dalam rumen, protein akan dipecah oleh mikroba rumen berturut-turut menjadi peptida, asam amino, dan amonia. Proses penguraian serta pencernaan protein dalam rumen dapat dilihat pada Ilustrasi 1.
Kekurangan amonia akan menyebabkan pembatasan aktivitas sintesa protein dan kecepatan pencernaan mikrobial sehingga menurunkan pemasukan energi dan protein. Absorpsi amonia terutama tergantung pada konsentrasinya, bila konsentrasinya kurang maka diantara mikroba rumen akan mati sehingga absorpsi amonia akan berkurang.
Ilustrasi 1. Proses Pemecahan dan Penguraian Protein dalam Rumen
Ilustrasi 1 menunjukkan bahwa mikroba rumen memecah protein menjadi peptida dan asam amino kemudian hasil akhir fermentasi berupa asam lemak terbang, asam keto alpha, dan amonia yang digunakan untuk mensintesis protein bagi pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroba rumen, sedangkan untuk hasil akhir pencernaan protein yang tidak dapat dimanfaatkan oleh tubuh yaitu gas CO2 dan CH4 (methan).
Produksi amonia dipengaruhi oleh kandungan protein dalam pakan, hal ini terjadi karena amonia diproduksi dari berbagai sumber protein dan pembentukannya bergantung kepada besarnya sumber protein pada pakan tersebut. Faktor utama yang mempengaruhi produksi amonia adalah ketersediaan karbohidrat dalam ransum sebagai sumber energi (rantai karbon) untuk pembentukan protein mikroba. Adanya karbohidrat yang mudah dicerna (memiliki rantai karbon yang lebih sederhana) memungkinkan mikroba mendapatkan energi yang lebih banyak untuk membentuk protein tubuhnya. Konsentrasi amonia yang optimum untuk pakan setelah didegradasi di dalam rumen adalah sebesar 3,57 mM. Produksi amonia yang melebihi 3,57 mM tidak semua digunakan untuk sintesis protein mikroba tetapi sebagian akan diserap oleh dinding rumen dan disekresikan melalui urine. Kadar amonia yang diperlukan untuk menunjang keperluan mikroba adalah antara 4-12 mM. Produksi amonia dipengaruhi oleh waktu setelah makan dan umumnya produksi maksimum dicapai setelah 2-4 jam setelah pemberian pakan, tergantung pada sumber protein pakan yang digunakan serta mudah tidaknya protein tersebut didegradasi.
Produksi amonia dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: sumber Nitrogen (N), solubilitas dan degradasi protein, level N dalam ransum, waktu setelah pemberian pakan, sumber energi, laju pengosongan rumen, laju penggunaan N bagi biomassa mikroba rumen, dan absorpsi amonia atau daur ulang urea. Meningkatnya amonia dalam cairan rumen akan berpengaruh terhadap peningkatan pH rumen, akumulasi amonia dalam rumen akibat tingginya bahan makanan sumber N dapat menimbulkan keracunan dan sangat berpengaruh terhadap hasil akhir fermentasi.
Protein pakan di dalam rumen akan mengalami proteolisis oleh enzim protease yang dihasilkan oleh mikroba rumen menjadi peptida yang memiliki rantai pendek, kemudian peptide ini akan dihidrolisis menjadi asam amino dan sebagian peptida digunakan bakteri pengguna asam amino.
Bersambung…
Sumber: Skripsi “Pengaruh Penggunaan Limbah Tape Singkong dalam Ransum terhadap Konsentrasi NH3 dan Produksi Gas Total pada Cairan Rumen Domba (In Vitro)” Risman Ismail (200110060015)
감사합니다 – Terima Kasih!
The Rector 