0. BAKTERI DALAM RUMEN Di dalam rumen terdapat populasi mikroba yang cukup banyak jumlahnya.Mikroba rumen dapat dibagi dalam tiga grup utama yaitu bakteri, protozoa dan fungi (Czerkawski, 1986). Dalam bab hanya menjelaskan dalam grup Bakteri saja. Disebabkan karena sebagian besar bakteri rumen berbentuk cocci kecil, morfologinya tidak dapat dipakai sebagai dasar klasifikasi untuk membedakan spesies. Sebagai gantinya bakteri rumen diklasifikasikanatas dasar macam substrat yang digunakan sebagai sumber energi utama, yakni:1. Bakteri SelulolitikBakteri ini menghasilkan enzim yang dapat menghidrolisis ikatan glukosida 1.4, sellulosa dan dimer selobiosa. Sepanjang yang diketahui tak satupun hewan yang mampu memproduksi enzim selulase sehingga pencernaan selulosa sangat tergantung pada bakteri yang terdapat di sepanjang saluran pencernaan pakan. Bakteri selulolitik akan dominan apabila makanan utama ternak berupa serat kasar. Contoh bakteri selulolitik antara lain adalah : Bacteriodes succinogenes Ruminicoccus flavefaciens Ruminicoccus albus Cillobacterium cellulosolvens

1. Bakteri HemiselulolitikHemiselulosa berbeda dengan selulosa terutama dalam kandungan pentosa , gula heksosa serta biasanya asam uronat. Hemiselulosa merupakan struktur polisakarida yang penting dalam dinding sel tanaman. Mikroorganisme yang dapat menghidrolisa selulosa biasanya juga dapat menghidrolisa hemiselulosa. Meskipun demikian ada beberapa spesies yang dapat menghidrolisa hemiselulosa tetapi tidak dapat menghidrolisa selulosa. Contoh bakteri hemiselulolitik antara lain: Butyrivibrio fibriosolven Bacteriodes ruminicola

1. Acid Utilizer Bacteria (bakteri pemakai asam)Beberapa janis bakteri dalam rumen dapat menggunakan asam laktat meskipun jenis bakteri ini umumnya tidak terdapat dalam jumlah yang berarti. Jenis lainnya dapat menggunakan asam suksinat, malat dan fumarat yang merupakan hasil akhir fermentasi oleh bakteri jenis lainnya. Asam format dan asetat juga digunakan oleh beberapa spesies, meskipun mungkin bukan sebagai sumber enersi yang utama. Asam oksalat yang bersifat racun pada mamalia akan dirombak oleh bakteri rumen, sehingga menyebabkan ternak ruminansia mampu mengkonsumsi tanaman yang beracun bagi ternak lainnya sebagai bahan makanan. Beberapa spesies bakteri pemakai asam laktat yang dapat dijumpai dalam jumlah yang banyak setelah ternak mendapatkan tambahan jumlah makanan butiran maupun pati dengan tiba-tiba adalah : Peptostreptococcus bacterium Propioni bacterium Selemonas lactilytica

1. Bakteri AmilolitikBeberapa bakteri selulolitik juga dapat memfermentasi pati, meskipun demikian beberapa jenis bakteri amilolitik tidak dapat menggunakan/memfermentasi selulosa. Bakteri amilolitik akan menjadi dominan dalam jumlahnya apabila makanan mengandung pati yang tinggi, seperti butir-butiran. Bakteri amilolitik yang terdapat di dalam rumen antara lain: Bacteriodes amylophilus Butyrivibrio fibrisolvens Bacteroides ruminicola Streptococcus bovis

1. Sugar Untilizer Bacteria (bakteri pemakai gula)Hampir semua bakteri pemakai polisakarida dapat memfermentasikan disakarida dan monosakarida. Tanaman muda mengandung karbohidrat siap terfermentasi dalam konsentrasi yang tinggi yang segera akan mengalami fermentasi begitu sampai di retikulo-rumen. Kesemua ini merupakan salah satu kelemahan/kerugian dari sistem pencernaan ruminansia. Sebenarnya gula akan lebih efisien apabila dapat dicerna dan diserap langsung di usus halus.

1. Bakteri ProteolitikBakteri proteolitik merupakan jenis bakteri yang paling banyak terdapat pada saluran pencernaan makanan mamalia termasuk karnivora (carnivora). Didalam rumen, beberapa spesies diketahui menggunakan asam amino sebagai sumber utama enersi. Beberapa contoh bakteri proteolitik antara lain: Bacteroides amylophilus Clostridium sporogenes Bacillus licheniformis

1. Bakteri MethanogenikSekitar 25 persen dari gas yang diproduksi didalam rumen adalah gas methan. Bakteri pembentuk gas methan lambat pertumbuhannya. Contoh bakteri ini antara lain: Methanobacterium ruminantium Methanobacterium formicium

1. Bakteri LipolitikBeberapa spesies bakteri menggunakan glycerol dan sedit gula. sementara itu beberapa spesies lainnya dapat menghidrolisa asam lemak tak jenuh dan sebagian lagi dapat menetralisir asam lemak rantai panjang menjadi keton. Enzim lipase bakteria dan protozoa sangat efektif dalam menghidrolisa lemak dalam chloroplast. Contoh bakteri lipolitik antara lain: Anaerovibrio lipolytica Selemonas ruminantium var. lactilytica(soetanto, 2007)

1. Bakteri UreolitikSejumlah spesies bakteri rumen menunjukkan aktivitas ureolitik dengan jalan menghidrolisis urea menjadi CO2 dan amonia. Beberapa jenis bakteri ureolitik menempel pada epithelium dan menghidrolisa urea yang masuk kedalam rumen melalui difusi dari pembuluh darah yang terdapat pada dinding rumen. Oleh karena itu konsentrasi urea dalam cairan rumen selalu rendah. Salah satu contoh bakteri ureolitik ini misalnya adalah Streptococcus sp. Di dalam rumen yang normal biasanya jumlah bakteri ini mencapai antara 15 80 x 109 isi rumen. Meskipun demikian jumlah ini mngkin dapat menurun sampai hanya 4 x109 permililiter pada ternak yang diberi pakan wheat straw dan pada kondisi padang rumput yang bagus jumlah ini dapat naik setinggi 88 x 109 permililiter pada domba. Beberapa contoh ukuran dan bentuk sel bakteri rumen disajikan pada Gambar berikut ini.(anonim, 2011)

Ragam morfologi bakteri rumen. A. Rossete Quins organism danSelenomonas ; B. bentuk sarkina ; C. rantai cocci besar ; D. Oscillospira guillermondii ; E. bentuk clostridia dari Clostridia lochheadii ; F. rantai cocci yang amat panjang.

ISOLASI DAN KARAKTERISTIKMethanobacterium ruminantiumIsolasi Dari Kultur Murni Medium padat disiapkan dengan menambahkan agar ke medium cair yang mengandung E. coli, natrium piruvat, dan 0,003 persen natrium dithionite. Medium ini diinokulasi dengan pengenceran cairan kultur 5 X 10-9 ml darikeseluruhan isi rumen. Setelah inkubasi pada 390 C koloni yang dikembangbiakan dalam tabung menunjukkan penurunan tekanan. Walaupun koloni telah diIsolasi dari pengenceran yang tinggi tetapi subkultur yang terkontaminasi dengan Clostridium masih tidak bisa dihilangkan. Artinya isolasi untuk mendapatkan kultur murni dengan cara ini dinyatakan gagal Cara kedua cairan rumen segar kembali diinokulasikan ke dalam pengenceran cair. Sepuluh hari setelah inokulasi pembentukan metana ditunjukkan oleh peningkatan pesat perubahan dalam tabung diinokulasi yaitu 5 X 10-9 ml isi rumen. Semua bakteri yang mengkontaminasi kecuali E. coli dapat dihilangkan oleh subkultur melalui beberapa seri pengenceran agar. Diasumsikan bahwa E. coli berkurang pada medium selama pertumbuhannya pada piruvat karenasel tereduksi. Baru setelah itu bisa dilakukan pengujian. Tabung medium kultur yang mengandung E. coli diinkubasi pada 39 C selama 12 jam. Bakteri lain dihilangkan dengan cara merendam tabung dalam bak air pada 75 C selama 45 menit.. Sebuah koloni yang telah terisolasi dari E. coli diencerkan sampai kesterilan 30 persen air kaldu dan tabung diinokulasi dengan 0,1 ml dari tepat pengenceran. Setelah inkubasi pada 39 C, koloni yang terbentuk dan metana diberi dalam pengenceran tinggi. Pengenceran tersebut dapat menghilangkan E. coli, meninggalkan koloni metanogen terdiri dari nonmotile batang gram-positif dengan ujung bulat. Kemurnian meningkat dengan subkultur koloni yang terisolasi dalam agar seri pengenceran.. Kemurnian selanjutnya diuji dengan inokulasi ke Brucella kaldu (Albimi), agar anaerobik (BBL), Eugon agar (BBL), dan menengah thioglycolate (BBL). Brucella kaldu diinkubasi di kondisi aerobik dan kondisi anaerobik, sedangan media lain hanya anaerob.Tabung-tabung yang diperiksa setiap hari selama satu bulan, tapi dalam hal ini tidak adalah pertumbuhan yang diamati.

KarakteristikA. Kesedian SubstratTabung dari agar rumen disiapkan seperti yang dijelaskan sebelumnya kecuali pada fase gas adalah 10 persen hidrogen, 20 persen karbon dioksida, dan 70 persen helium. Setelah sel-sel E. coli mati, larutan substrat uji disuntikkan ke dalam tabung untuk memberikan konsentrasi akhir 0,5 persen.Asam organik ditambahkan sebagai larutan dari garam natrium. Setelah itu Tabung diinokulasi dan diinkubasi sampai koloni dapat dideteksi. Lalu Diinkubasi dua minggu dan kemudianmetana dianalisis menggunakan uap Perkin Elmerfractometer. Hasilnya ditunjukkan sebagai berikut

Tabung kontrol dengan 80 persen hidrogen menunjukkan pertumbuhan yang lebih daripada eksperimental tabung dengan 10 persen hidrogen. jumlah metana yang terbentuk di diinokulasipada tabung kontrol tanpa substrat uji dengan syarat dengan jumlah yang diharapkan dari 10 persen hidrogen ditambah hidrogen dan format yang dihasilkan dari piruvat oleh E. coli. Analisis initabung menunjukkan bahwa sebelum inokulasi, telah mengandung sekitar 0,02 persen format.metana dalam tabung dengan format tambah melebihi jumlah dalam kontrol tetapi kurang dari yang diharapkan jika semua format ditambahkan dikonversi menjadi metana menurut persamaan 4 HCOOH +CO2 CH4 + 4CO2 + 2H20. Pengujian tambahan dilakukan menggunakan 0,25 dan 0,50 persen natriumformat dengan hasil yang ditunjukkansebagai berikut .

Analisis menunjukkan bahwa bagian dari formate ditambahkan akan menghilang. Hasil inimenunjukkan kegunaan format sebagai substrat .

B. Morfologi. Organisme ini berbentuk batang pendek lebar 0.7, mikron dan panjang 0,8-1,8 mikron ,bentuk ujung nya hampir bulat, spora tidak ada, dapat memanfaatkan hidrogen dan asam formiat sebagai substrat teroksidasi. Ditunjukkan pada gambar 1.

C. faktor pertumbuhan Suhu ph dan oksigen mempengaruhi pertumbuhan 1. Ph optimum untuk tumbuh 6,5 sampai 7.0 1. Suhu optimum untuk tumbuh 39 derajat celsius1. Oksigen menyebabkan terjadinya penghambatan reaksi metabolk

D. DistribusiSemua koloni metanogen di awal inokulasi dengan pengenceran tinggi dari isi rumenmenyerupai kultur murni dalam pewarnaan , Reaksi Gram, dan morfologi sel.Koloni metanogen dapat mudah dibedakan dari koloni nonmethanogenic dengan terus meningkatnya ukuran koloni pada hidrogen dan karbon dioksida. Tambahan Kultur murni yang tidak terisolasi karena keterbatasanwaktu yang diperlukan.

Bakteri yang mirip dengan biakan murni tumbuh dalam pengenceran tinggi cairan rumen daridua berfistula sapi jantan, satu di Washington,dan satu di Davis. organismejuga diperoleh dari 5 X 10-6 ml rumen. 7 hari antara penghilangan sampeldan inokulasi ke dalam tabung kultur dapat menjelaskan untuk menghitung kultur terendah. Hasil menunjukkanbahwa organisme luas didistribusikan. E. KlasifikasiAtas dasar morfologi dan kemampuan untuk membentuk metana organisme ini dimasukan ke genus Methanobacterium. Empat spesies Methanobacterium seperti ; M.formicicum (Schnellen, 1947), M. Propionicum (Stadtman dan Barker, 1951), M. sohngenii(Barker, 1936), dan M. suboxydans (Stadtman dan Barker, 1951). Dari jenis tersebut , hanya M. Formicicum telah diperoleh dalam kultur murni. Methanobacterium ruminantium menyerupai M. formicicum dalam memanfaatkan formate tetapi berbeda dalam morfologi sel, morfologi koloni, Reaksi Gram, pigmentasi, dan jangkauan suhu. Pembahasan jurnal Kesulitan terbesar dalam kultur M. Ruminantium adalah untuk mengecualikan oksigen. Tekanan oksigen awal harus cukup rendah untuk memungkinkan potensi redoksdalam kisaran yang benzil viologen (Eo ', pH 7, -359 mv) berkurang. Hanya metode pemberian tingkat rendah berhasil. hasil ini mendukung hipotesis bahwa potensi redoks rendah sangat penting untuk pertumbuhan metanogen bakteri.Sensitivitas terhadap oksigen menghalangi perkembang biakan M. ruminantium dalam jumlah besar dipakan. Kelimpahan di isi rumen menunjukkan bahwa bakteri sebenarnya tumbuh di tempat itu.Dalam mengevaluasi pentingnya M. Ruminantium dalam rumen kemungkinan metanogenesisoleh bakteri lain harus dipertimbangkan. Karena semua strain diuji dapat menggunakan H2 dan CO2, hipotesis sederhana adalah bahwa setiap kehidupan di rumen juga dapat menggunakan substrat tersebut. Hipotesis bahwa hidrogen dan karbondioksida adalah substrat utama sehingga menimbulkan metana dalam rumen didukung oleh Fakta: hidrogen dan karbon dioksida diproduksi oleh banyak kultur murni bakteri rumen (Hungate, 1950, 1957, Bryant dan small, 1955a, 1955b), tapi sangat sedikit muncul sebagai tujuan produk(produk akhir) dalam rumen (Lugg, 1938); hidrogen ditambahkandan karbon dioksida dengan cepat dikonversi metana oleh isi rumen diinkubasi (Carrolldan Hungate, 1955), konversi format ke metana melalui hidrogen dan karbondioksida (Carroll dan Hungate 1955, Doetsch et al. 1953), dan M. ruminantium aktif memanfaatkan hidrogen dan karbon dioksida. Karena ketiadaan bukti bahwa substrat lainnya yang berkontribusi secara langsung produksi metana dalam rumen dapat disimpulkan bahwa jalur utama pembentukan metana adalah reduksi karbon dioksida dengan molekul hidrogen. HIdrogen dan karbon dioksida sebagai substratdisimpulkan bahwa itu memainkan penting peran dalam produksi metana dalam rumen.