1 BAHAN AJAR Matakuliah:TEKNOLOGI PENGOLAHAN HIJAUAN Kode: PET 262 (3 SKS) (2-1) Dosen Pengampu: Rahmi Dianita Topik: Proses Kimiawi Selama Ensilase TIK: Setelah menyelesaikan perkuliahan mahasiswamampumenjelaskan proses kimiayang terjadipada setiap phase selama proses ensilase. Padadasarnyadalamprosesensilaseterjadipeperanganantara mikroorganisme baik (yang diinginkan) dengan mikroorganisme tidak baik (yang tidakdiinginkan).Hasildaripeperanganiniapakahsilaseyangdiawetkan denganbaikatausilaseyangburukpengawetannya.Halinibergantungtidak hanyadarikarakteristikhijauan(Tabel1),tetapijugabagianterbesaradalah aktivitas yang terjadi selama proses ensilase. Tabel 1 Komposisi kimia dan kapasitas penyangga beberapa jenis hijauan WSC (g/kg BK) Protein kasar (% BK) Rasio WSC/PK Kapasitas penyangga (mEq/kg/BK) Keberhasilan untuk dijadikan silase Jagung80 30080 1001,0 3,0150 300Tinggi Rumput35 300100 1600,4 1,8 250 550Sedang Alfalfa20 150140 - 2000,1 0,75350 650rendah Sumber: Wattiaux (2000) Prosesyangterjadiselamaensilasemelibatkantidakhanyaaktivitas mikroorganismesaja,baikmikroorganismeyangdiinginkanmaupunyangtidak diinginkan(Gambar1),namunjugamembutuhkanenergidanbeberapaenzim spesifik.Pemahamanprosesfermentasiyangterjadiselamaprosesensilaseakan membantudalammengembangkanstrategipembuatansilaseyangdapat disesuaikan dengan kondisi yang ada. 2 Gambar 1 Proses fermentasi yang baik dan jumlah bakteri yang diinginkan Perubahan kimia dan mikrobial fermentasi silase Padawaktubahansegardipadatkandanditutup,prosesensilasedimulai danterbagimenjadi4phase(WeinbergandMuck1996;Merryetal.1997), Perubahan kimia dan mikrobial yang terjadi selama proses fermentasi dapat dibagi menjadi4faseutamayaitufaseaerobik,fasefermentasianaerobik,fasestabil penyimpanan dan fase feedout (pemberian kepada ternak). Gambar 2 Proses yang terjadi selama ensilase dan penyimpanan 3 I.Fase aerobik - respirasiFaseawalprosesensilaseadalahfaseaerobik.Ketikahijauanyang digunakanuntukmembuatsilasedipadatkandidalamsilodankemudiansilo ditutuprapat,makafaseaerobikdimulai.Meskipunhijauantelahdipotongdan kehilanganstrukturnya,tanamanmasihterusberlanjutmengonsumsioksigen. Proses respirasi mengubah gula menjadi karbohidrat (gas), air (liquid) dan panas. Respirasi mengakibatkan kehilangan energi bahan kering dan ketersediaan energi. Reaksi 1.Respirasi tanaman Mikroorganisme aerobik (yeast, moulds dan bakteri aerobik)yang ada pada material tanaman yang dicacah juga menggunakan gula tanaman selama fase awal inidanmerupakansumberrespirasiyangsignifikan.Peningkatanpertumbuhan yeastdanmoldsselamafaseinidapatmemaparkansilaseterhadappanasdan mengalami kerusakan sepanjang fase feedout (diberikan kepada ternak).Respirasimerusakkualitassilasekarenaprosesinimenggunakanenergi dapatdicernayangtinggi,menurunkanjumlahmaterialyangtersediayang bermanfaatbagibakteriasamlaktatdanmenghasilkanpanas.Temperaturdi bawah 100F (37,7C)dapatmenghasilkan panasyangmerusak protein (ADIN) yangtidaktersediabagiternak.Dibawahkondisinormal,temperaturmaterial yangdiensilaseakanmencapaipuncakpada15-20F,diatastemperaturruang padasaatensilase.Jikatemperatursilasemeningkatmelebihilevelini,respirasi ekstensifterjadi.Panasyangdilepaskanolehrespirasiiniakanmeningkatkan temperaturdarihijauan.Temperaturlebihbesardari26-32C(78,889,6F) dapatmenyebabkankehilangannutrienyangsignifikan.Penelitianmenunjukkan bahwa kenaikan temperatur tidak tinggi pada silo yang ditutup rapat dibandingkan dengan yang tidak ditutup rapat (Pitt, 1990). Perubahan kimia penting lainnya yang terjadi sepanjang fase aerobik adalah degradasiproteintanamanmenjadinitrogenbukanprotein(NPN),peptida,asam amino dan amonia oleh enzim protease sel tanaman.Proteolisis akan bergantung darilajupenurunanpH,temperaturdankelembabandarisilasetanaman.Pada C6H12O6+6O26CO2 +6H2O +3,8 Mkal/kg gulagula+ oksigen karbon dioksida +air+ panas 4 silasejagung,levelnitrogen proteinmeningkat dari 20% dari totalnitrogen pada sebelumensilasehijauansampaimelebihi50%dalam24jamsetelahensilase. Proteolisis merupakan proses yang tidak diinginkan,khususnya, untuk sapi perah berproduksi tinggi, karena kelebihan nitrogen bukan protein terlarut menghasilkan efisiensi penggunaan nitrogenyang rendah dan rendahnya produksi susu. Begitu juga dengan meningkatnya level N amonia berhubungan dengan rendahnya intake bahan kering.Faseaerobikmenurunkankualitassilasedanharusdiminimalisasi.Di bawahpraktekmanajemenyangbaikfaseiniakanterjadihanyabeberapajam. Secaranormal,respirasiberlanjutselamasatusampaiduahari,tetapihanya berlangsungselamaoksigentersediadidalamsilase.Denganmanajemenyang tidaksesuaimisalnya,memanenhijauanyangterlalukering,kurangnya pemadatan,ukuranpanjangyangtidakmemadai,menyebabkanfaseinidapat berlanjutselamabeberapaminggu.Pengeluaranoksigenyangcepatdiinginkan karenahalinimenurunkanpanjangfaserespirasidanberhubungandengan kehilangannutrien.Olehkarenaitu,pemadatansilasemengeluarkansebanyak-banyaknya udara dengan cepat akan menurunkan kehilangan saat respirasi. II. Fase fermentasi anaerobik dari bakteri asam laktat (LAB) Sejakkeberadaanoksigentelahhabis,makafasefermentasianaerobik dimulai.Selamafaseini,populasiberbagaibakterianaerobikmemfermentasi gula.Guladikonversikhususnyamenjadiasamlaktat,tetapijugaasamasetat, etanol, karbondioksida dan beberapa produk lainnya. Produksi asam membuat pH hijauanyangdibuatsilasemenjadirendahsehinggamenghambatpertumbuhan mikroorganismelainnya. Bakteri utama untuk ensilase adalahbakteri asamlaktat (BAL). Beberapajenisbakteriasamlaktatmenghasilkanhanyaasamlaktatsaja, disebutdenganbakterihomofermentatif.Namun,terdapatspesiesbakteriasam laktat lainnya yangdisebut dengan bakteri heterofermentatif, menghasilkan asam laktatdanprodukakhirlainnyasepertiasamasetat,alkohol(etanol)dankarbon diokasida (Tabel 2). 5 Tabel 2. Reaksi kimia yang terjadi selama fermentasi bakteri asam laktat ReaksiTipe fermentasi* Kehilangan BK (%) Kehilangan energi (%) glukosa2 asam laktatHomolaktik00,7 fruktosa2 asam laktatHomolaktik00,7 pentosaasam laktat + asam asetatHomolaktik + heterolaktik 0- glukosa2 asam laktat + etanol + CO2Heterolaktik24,01,7 3 fruktosa + H2O asam laktat + 2 mannitol +asam asetat + CO2 Heterolaktik4,81,0 2 fruktosa + glukosa + H2O asam laktat+ 2 mannitol + asam asetat + CO2 Heterolaktik4,8- Keterangan:BK=BahanKering,Homolaktik=fermentasididominasiolehbakteriasamlaktat homofermentatif,Heterolaktik=fermentasididominasiolehbakteriasamlaktat heterofermentatif. (Sumber: McGechan, 1990) Padaawalnya,bakteriheterofermentatifdominan.Organismeiniaktif sampaipHmaterialyangdiensilasejatuhdibawah5.KetikapHhijauanyang diensilasemencapai5,bakterihomofermentatifmenjadidominan.Bakteriini sangattoleranasamdandengancepattumbuh.Bakteriinimenghasilkanhanya asamlaktat,pHsilasejatuhlebihcepat.Bakteriakantetapaktifsampaisilase mencapaipHstabil4ataulebihrendah,atausampaifermentasigulahabis. Bakteriasamlaktatyangrelatiflebihdominandibandingkandenganbakteri penghasil asamlainnyamenghasilkanfermentasiyanglebih cepat,mengawetkan lebihbanyaknutriendalambentukkarbohidratlarutdalamair,peptida,danasam amino.Ketikapopulasibakteriasamlaktatalamisangatrendah,bakteriasam asetat dapat berkembangbiak. Bakteri ini kurang diinginkan dibandingkan bakteri asamlaktatkarenamenghasilkanterutamaasamlaktatyanglampatmenurunkan pH,meningkatkankehilanganbahankeringdandapatmenurunkanintakebahan kering pada sapi pedaging dan sapi perah.Pada silase jagung, proses fermentasi anaerobik aktif umumnya kurang dari satu minggu. Laju fermentasi bergantung pada tipe dan jumlah bakteri asam laktat yang ada pada hijauan yang diensilase dan kelembaban silase. Hijauan yang lebih lembab berfermentasi lebih cepat dibandingkan yang lebih kering.Ketika bakteri asam laktat mulai mendominasi proses fermentasi setelah pH silaseturunmenjadi5,55,7(dari6,56,7padawaktuensilase).Beberapa 6 spesies bakteri asam laktat dapat hidup dengan adanya oksigen, tetapi kebanyakan sangatanaerobik,artinyaoksigenakanmenjadiracununtukbakteritersebut. Reaksi di bawah ini menjelaskan fermentasi laktat secara sederhana; 1 (satu) unit molekul gula dipecah menjadi 2 (dua) unit molekul asam laktat: Gambar 3. Reaksi sederhana pengubahan gula menjadi asam laktat oleh LAB C6H12O6 2C3H6O3 Gula asam laktat 7 Gambar 4. Jalur homofermentatif bakteri asam laktat (McDonald et al. 1991) Spesieshomofermentatifsangatdiinginkandidalamsilasekarenabakteriini menghasilkanlebihbanyakasamlaktat,yanglebihkuatdanlebihdapat menurunkan pH dibandingkan dengan asam asetat. Selain itu, fermentasinya lebih efisien,mengakibatkansedikitkehilanganbahankeringdanenergi.Pada kenyataannya,denganmenurunnyapH,asamlaktatmenjadiprodukakhir fermentasi yang sangat penting. Produksi asam laktat bergantung pada tiga faktor berikut ini: Jumlah bakteri asam laktat yang ada pada saat proses ensilase; Keberadaan gula yang dapat difermentasi dalam jumlah yang cukup; Ketiadaan oksigen di dalam silase. 8 Gambar 5. Jalur heterofermentatif bakteri asam laktat (McDonald et al. 1991) Jumlahbakteriasamlaktatyangadapadasaatprosesensilasedapat bervariasimulai kurang dari1.000 sampai kira-kira 20.000.000 per gramhijauan segar (Muck, 1989) dan tidak dapat dikontrol dengan mudah. Dengan manajemen prosespembuatansilaseyangbaik,dalamhalinipemadatanmaterialsilase, 9 membuat penurunan pH cepat terjadi dan kondisiini sangat menguntungkan bagi pertumbuhanbakteriasamlaktatdantidakbagibakteriperusakaerobik(yeast, jamur dan bacilli). Beberapapenelitiantelahbanyakyangmenemukanpengaruhhambatanbagi pertumbuhanjamurolehbakteriasamlaktat(LAB)homofermentatifdan heterofermentatif, diantaranya:Hill(1989)menemukanstrainLAB(saatinidikenaldenganLactobacillus plantarum,yangdapatmenghambatpertumbuhanjamur(tidakspesifik) perusak silase.Coallier-Ascah&Idziak(1985)menemukanstrainStreptococcuslactisyang mampumenghambatpertumbuhanAspergillusflavusketikakeduanya ditumbuhkan dalam co-culture. Karunaratne et al. (1990)menemukan inokulan silase komersial terdiri atas 3( tiga)spesiesLactobacillus(Lactobacillusacidophilus,Lactobacillus bulgaricus,danLactobacillusplantarum)yangmampumenghambat pertumbuhanAspergillusflavus,namunmerasabahwapengaruhini sehubungan dengan kombinasi antara keasaman dan kompetisi mikroba.Haikaraetal.(1994)jugamenemukanstrainLactobacillusplantarum(L. plantarum601)dengankemampuanantijamurterhadapFusariumspp.dan Aspergillusniger.Aktivitasinididukungolehenzimselulasedanpektinolase dan oleh siderophores (senyawa aktif alami). Cooke(1995)merupakanorangyangpertamamelaporkanbahwaL.buchneri dapat menghambat pertumbuhan yeast dan jamur. III. Fase stabil - penyimpanan Faseinitidakstatiskarenabakterianaerobiklainmenjadiaktifselama periodeinimenghasilkanprodukakhirsepertiantimikotikdanakankondusif (menciptakansuasanayangmenguntungkan)terhadapkestabilankehidupanmikroorganisme di dalamsilase, dan akan menghasilkan kecernaan pati dan serat kasar hijauan sepanjang feedout pemberian ke ternak. 10 Setelahkira-kira14harifermentasi,silaserumputyangdiawetkandengan baik mengandung 1.5 sampai2% asam laktat, pH dapat berkisar dari 3,5 sampai4,2.Dalamlegumsepertialfalfa,pHjatuhdibawah4,5,meskipundibawah kondisiyangbaik.Kemasamanyangkuatyangterjadiselamafasefermentasi anaerobasamlaktatmemicupadaapayangdisebutsemi-sterildaribiomassa silase.Padakondisiiniseluruhpertumbuhanbakterilumpuhdanbahkan pertumbuhan bakteri asam laktat juga terhambat. Faktor utama yang memengaruhi kualitassilaseselamapenyimpananadalahmasuknyaoksigenkedalamsilo. Oksigenmeningkatkanpertumbuhanyeastdanmoldsyangmenghasilkan kehilangan bahan kering dan panas dalam silase yang diensilase.Fasestabildapatberlangsungselamabeberapabulan(jikatidakbeberapa tahun), sepanjang silo tetap tertutup dan terproteksi dari oksigen. Oleh karena itu, pentingsekaliuntukmenutupsilodenganlembaranplastikyangbagusdanjuga dirapatkan sehingga mempunyai kemungkinan masuknya udara yang rendah. IV.Fase feedout pemberian ke ternak Faseinisamapentingnyadenganfase-faseyanglainnamunsering diabaikan.Hampir50%kehilanganbahankeringyangdihasilkandarikerusakan aerobik sekunder di bagian permukaan silase di tempat penyimpanan dan di dalam silo. Proses kerusakan dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu: Awalkerusakansehubungandengandegradasipengawetasamorganikoleh yeastdanbiasanyaolehbakteriasamlaktat.Haliniakanmenyebabkan meningkatnya pH, dan Tahapkeduadimulaisehubungandenganmeningkatnyatemperatur,aktivitas mikroorganismeperusaksepertibacilli.Tahapterakhirjugameliputiaktivitas beberapamikroorganismeaerobikfakultatiflainnyasepertimouldsdan enterobakteri. Kerusakanaerobikterjadihampirdiseluruhsilaseyangterbukadan terekspos dengan udara. Namun demikian, laju kerusakan sangat bergantung pada organisme perusak di dalam silase. Kehilangan silase sekitar 1.5-4.5 % dari bahan kering/haridapatdilihatpadaareayangterinfeksi.Kehilangansepertiinijuga 11 dapatterjadipadasiloyangkedapudaraselamabeberapabulanpenyimpanan (Honig and Woolford 1980). Fasefeedoutdimulaiketikasilodibukadanberlanjutsampaisilase dikonsumsiolehternak.Aktivitasmikroorganismeaerobikdistimulasikarena oksigen yang masuk ke dalam silo. Sekali silase terpapar kembali dengan oksigen, yeastdanmoldsmenjadiaktifkembali.Mikroorganismeinimengubahsisagula, asamfermentasidannutrienterlarutlainnyamenjadikarbondioksida,airdan panas.Kehilangansaatfaseinidapatmencapaisampai30%daritotalbahan keringyanghilangselamaprosesensilase.Secaraumum,tandapertamadari kerusakanaerobikadalahpanasdanberbau,diikutidenganpertumbuhanjamur pada permukaansilase dan atau disilobagian dalam. Seiring dengan kemunculan jamur, sejumlah bahan kering dan nutrien hilang. Disamping tingginya kehilangan nutrientercerna,beberapamoldsdapatmenghasilkanmikotoksinyangdapat menyebabkan penyakit atau menurunkan performa ternak.Jumlahmikroorganismeaerobikyangadadidalamsilasesebagianbesar ditentukanolehkehadirannyapadasaathijauansebelumdipanendanlevel pertumbuhannyaselamafaseaerobik.Meskipunbanyakmoldsdanyeastdapat bertahanpadapHrendahyangdicapaidalamsilase,lingkunganyangasam menghambatpertumbuhannya.DengandemikianpH4ataukurangmembantu membuat silase secara anaerobik stabil sepanjang fase feedout ini.Tipefermentasidanjumlahasamfermentasiyangdihasilkanselama fermentasijugaakanmemengaruhiderajatkestabilanaerobikdarisilase. Beberapa asam yang dihasilkan selama fermentasi lebih toksik terhadapyeast dan moldsdibandingkanyanglainnya.Asambutiratpalingtoksikdiikutiolehasam propionat dan asam asetat.Levelgulayangtersisapadasilasesetelahfermentasidapatjuga memengaruhi kestabilan aerobik. Yeast dan molds tumbuh kira-kira dua kali lebih cepat pada gulaseperti yang dilakukan juga dengan asam fermentasi. Silase yang dihasilkandarisilasejagungyangmudaakanmempunyailevelgulasisayang lebih tinggi dan lebih peka terhadap kerusakan aerobik pada fase feedout.Temperatursekitarmempuyaipengaruhyangbesarterhadapkestabilan aerobiksilase.Lajupertumbuhanmikrobameningkatdenganmeningkatnya 12 temperatur sampai dengan 130 F. Haliniberarti, pemberian silase selama cuaca hangatakanmerusaksilasedengancepatdibandingkandengancuacayanglebih dingin sejuk. Fermentasi yang tidak diinginkan Silasemerupakanbagiandarisuatubiosistemyangdinamisdimana fermentasiyangdiinginkanmerupakankeseimbanganberdasarkanketiadaan oksigen,ketersediaankarbohidratyanglarutdalamair,kadarairdaribiomassa hijauan,danpopulasimikrobadanjamuryangadadidalamhijauan.Faktorini memengaruhi laju dan lama fermentasi dan nilai nutrisi silase.Keberadaanoksigendalammassahijauanmeningkatkanlajupengubahan karbohidrattanamanmenjadipanasdankarbondioksida.Halinimemacu kehilanganyangtinggidarinutriendanenergitersedia,karenakarbohidratyang hilang tidak dapat digunakan untuk membuat asam laktat.RespirasimeningkatkanNDFdanADFdanmenurunkanenergibersih untuklaktasi(NEL)darisilase.Perubahaninimenurunkankualitashijauan. Respirasitidakhanyamengurangigulatanaman,tetapijugamenghasilkanpanas yangmembatasiaktivitasbakteriasamlaktatdanmenyebabkanproteinterikat denganlignin. Temperatur yangidealbagi aktivitas bakteri asamlaktat kira-kira 80sampai100F.Oksigenyangberlebihanyangterperangkapdidalam massahijauanakanmenyebabkantemperaturawalmeningkatdiatas100Fdan membatasiproduksiasamlaktat.Ditambahlagi,panasyangberlebihan mendorongpertumbuhanbakterifermentasiyangtidakdiinginkan,yeastdan molds.Pemanasanyangterjadisegerasetelahensilasedimulaijugadapat menyebabkan reaksi Maillard-pencoklatan, yang menurunkan kualitas protein dan kecernaan.Selamaprosespencoklatan,proteinberkombinasidengangula tanamanuntukmembentuksenyawacoklatsepertilignin.Halinimeningkatkan levelproteinyangterikatdanADFdalamsilase.Hijauandengankelembaban antara20sampai50%lebihmudahterjadipencoklatan.PencoklatanMaillard jugamenghasilkanpanas,yangdapatmeningkatkantemperatursilaseketitik pemanasanspontan.Sehingga,kelebihanoksigendanmenghasilkantemperatur silaseyang tinggi dimana proteasemengubah protein kasarmenjadi proteinyang 13 mudahlarut(sepertiamonia,nitrat,nitrit,asamaminobebas,amina,amidadan peptida).Tingginyatingkatproteinyangmudahlarutdidalamhijauan menciptakan ketidakseimbangan dalam rumen jika ransum tidak seimbang secara proporsional antara protein yang dapat dicerna dan tidak dapat dicerna. Produksi asam , khususnya asam laktat merupakan perubahan penting dalam prosesfermentasi.JikapHtidakturundengancepatpada tahapawalfermentasi, bakteriyangtidakdiinginkandanyeastakanberkompetisidenganbakteriasam laktat.Untukmenghasilkanasamlaktat,bakteriharusmempunyaigulatersedia danjika gulaberkurang selamafermentasi produksi asamlaktat berhenti. Halini dapat menghasilkan pH akhir yang terlalu tinggi untuk menghambat pertumbuhan organismeperusak.Duafaktoryangmenentukanjumlahgulayangdibutuhkan untukfermentasiyangmaksimum:airdanspesiestanaman.Padahijauanyang basah, pHyang rendah dibutuh untukmencegahpertumbuhanbakteriyang tidak diinginkan.Haliniberartilebihbanyakgulayangharustersediauntukkonversi menjadi garam.Legummempunyaimempunyaikapasitas penyangganatural dan membutuhkanlebihbanyakasamuntukmencapaipHyangrendahdibandingkan denganrumputdanjagung.Kombinasikandungangulayangrendahpadasaat panendantingginyakapasitaspenyanggamembuatlegum(alfalfa)mudah mempunyai fermentasi yang tidak sempurna. Fermentasi EnterobacteriaFase ini sering digambarkan sebagai fase dormansi. Pada hijauan yang dipanen, terdapat107sampai1010mikroorganismepergramhijauansegar.Kebanyakan darimikroorganismeinitidakdiinginkanuntukprosespengawetansilase. Mikroorganisme ini membutuhkan oksigen untuk bertumbuh (bakteri yang sangat aerobik).Denganmenurunnyaoksigendidalamsilasesetelahdibungkus mengakibatkanseleksinaturaldanpenurunantipebakteriyangmembutuhkan oksigen untuk bertumbuh. Reaksi 2. Fermentasi oleh Enterobakteria C6H12O6

C4H8O2 +2CO2 +2H2O Gula asam butirat +karbon diokasida+hidrogen 14 Dengan dikeluarkannya oksigen danfermentasi dimulai,bakteriyangmenjadi pentingdisiniadalahbakteriyangmempunyaikemampuanuntukhidup,baik dengankehadiranatautidakadanyaudara(bakterifakultatifaerobik).Yang termasuk dalam kelompok ini adalah enterobakteri, yang mengubah gula menjadi berbagai asam organik (asam formik, asam asetat, asam laktat dan kadang-kadang asambutirat),karbondioksida(CO2)danhidrogen(H2).Asamini bertanggungjawabpadaawalpenurunanpHdidalamsilo.Pertumbuhan enterobakteriakanterhambatjikapHjatuhdibawah4,5,yangbiasanyaterjadi beberapahariprosesensilase.Namun,enterobaktericenderungbertahanuntuk waktu yang lebih lama jika pH menurun dengan lambat, seperti yang terjadi pada silase kering. Fermentasi Clostridia (bakteri asam butirat) Bakteri ini tumbuh dengan tidak adanya oksigen (anaerobik) dan secara normal terdapat di tanah dan manure. Kenyataan bahwa clostridia hidup dengan tidak ada oksigendanresistenterhadappHrendahdari4,2membuatbakteriiniuntuk berkompetisidenganbakteriasamlaktatbahkansetelahpHturundibawah5,0. Clostridia mendominasi fermentasi ketika bakteri asam laktat tidak menghasilkan cukupbanyakasamlaktatuntukmenurunkanpHuntukmencapaistabilisasi dengancepat.Ketikasilaseterkontaminasidengantanahataumanure,risiko fermentasiclostridiameningkat.Clostridiacenderungtumbuhlebihcepatpada temperatursekitar35C.Sehinggaterjadinyatipefermentasiyangtidak diinginkaniniketikarespirasilebihpanjangdanfermentasienterobakteriterjadi dan temperatur silase meningkat pada fase awal proses ensilase. Beberapa spesies clostridiamemfermentasiguladanmengubahasamlaktatyangdihasilkanoleh bakteriasamlaktatmenjadiasambutirat,karbondiokasidadanhidrogen(H2) (Tabel3).UntukmemfermentasikarbohidratC.tyrobutyricumdapat mendegradasiasamlaktat menjadibutirat, H2and CO2berdasarkan rekasiberikut ini: 15 Reaksi 3. Fermentasi Clostridia Produksi gas karbon diokasida dan hidrogen mengindikasikan hilangnya energi yangdapatdicerna.Dipecahkannyaasamlaktatmenjadiasambutirat,yang merupakan asamlemah, berarti pH silasemengarah kefermentasi clostridia akan cenderungmeningkat.Asambutiratmempunyaibauyangkuat.Asambutirat menyebabkanmenurunnyaintakeolehternaksapi.KebanyakanClostridia memfermentasikarbohidratjugaprotein,sehinggamenyebabkanmasalahseperti penurunannilaikualitaspakandanproduksiaminebiogeniksamasepertiyang terjadi pada enterobakteri.Tabel 3. Reaksi kimia yag terjadi selama fermentasi clostridia Reaksi glukosa 2 asam butirat + 2 CO2 + 2 H2O 2 asam laktatasam butirat + 2 CO2 + 2 H2O 3 alanineasam propionat + asam asetat + 2 CO2 + 3 NH3 alanine + 2 glysine 3 asam asetat + 2 CO2 + 3 NH3 lysinecadaverine + CO2 valineasam isobutirat + NH3 leusine asam isobutirat + NH3 Sumber: McGechan (1990) Beberapa spesies clostridia juga memfermentasi asam amino, menyebabkan pembentukansubstansiberacunseperticadaverinedanputrescine.Beberapa clostrisiamenyebabkanmasalahkesehatanyangserius.RacunClostridiumyang sangatekstremdihasilkanolehC.botulinum.Mikroorganismeinidapat menyebabkan keracunan makanan (botulism), yang dapat menyebabkan kematian C6H12O6

2C3H6O3 Gula asam laktat 2C3H6O3

C4H8O2 +2CO2 +2H2O Asam laktat asam butirat +karbon diokasida+hidrogen 16 padaternak.C.botulinummempunyaiketerbatasanterhadaptoleransiasamdan tidakdapattumbuhdalamsilaseyangterfermentasidenganbaik.Kasusyang terjadi pada ternakyang keracunan pakan (botulism) disebabkan oleh silaseyang terkontaminasi oleh C. botulinum dapat hampir selalu ditunjukkan dengan adanya cadaverdalamsilase,padasilasedenganbahankeringyangrendahdantinggi kandunganammoniadanamine(Voss1966;McPhersondanViolante1966). MetodeensilaseyangmenyebabkancukupcepatjatuhnyapHsilaseakan membantumencegahperkembangansilaseclostridia,karenahampirsama dengan enterobakteri, clostrisia terhambat pada pH yang rendah.Silaseyangdirusakolehclostridiasangatmudahdikenalisehubungan dengan aromayang kuat, pH di atas 5.0, nitrogen ammoniayanglebihbesar dari 10% total protein.Fermentasi clostridia dapat dihindari melalui: Ensilase dilakukan dengan lebih dari 30% bahan kering, Menyusunsilosepadatmungkinuntukmenurunkantemperaturesehubungan dengan respirasi, Menghindari kontaminasi tanah, Membuat silase hijauan dengan kandungan gula setinggi mungkin, Menggunakanteknikensilaseyangsesuaiuntukmemaksimumkanfermentasi ke pH paling rendah sesegera mungkin. Fermentasi bakteri aerobic perusak (yeast) Ketika oksigen masih ada, mikroorganisme perusak termasukyeast, jamur dan berbagaibakteriaerobik (bacilli,bakteri asam asetat, danlisteria)menyukaigula tanaman, produk ferfentasi dan senyawa lainnya yang dilepaskan oleh sel tanaman yangdipotongselamapemanenandanpenyimpanan.Mikroorganismeiniakan menggunakansebagianbesarbagiantanamanyangmudahdicernajikadapat tumbuh tanpa dikontrol. Penurunan pH di bawah 5 akan melambatkanbacilli dan menghentikanlisteria.Namun,kebanyakanyeast,jamurdanbakteriasamasetat menyukaisilasedenganpH45.Sehinggadapatdikatakanbahwauntuk mencegah pertumbuhannya adalah dengan menjaga lingkungan anaerobik. Produk fermentasisepertiasamasetat,propionatedanbutiratmerupakanpenghambat yeastdanjamur.Bakteriasamasetatlebihdihambatolehasamlaktat.Meskipun 17 demikian,levelprodukfermentasiinibiasanyatidakcukupuntukmencegah yeast, jamur dan bakteri asam asetat dari pertumbuhannya. Yeast dan bakteri asam asetattumbuhpadaasamlaktatdanasamasetatakanmenyebabkanpHsilase meningkat. Gambar 6. Reaksi sederhana pengubahan gula menjadi alkohol oleh yeast (Saccharomyces) SekalipHsilasemeningkat,mikroorganismeaerobiklainnyadapattumbuh dengan cepat pada substrat yang tertinggal. Yang lebih compleks adalah beberapa yeastdanbacillidapattumbuhsecaraanaerob,memfermentasigulamenjadi etanoldanproduklainnya(alkohol).Haliniakanmenyebabkantingginyalevel mikroorganismeini,meskipundenganmanajemensiloyangbaik,yangdapat merusak silase ketika oksigen masuk ke dalam silo selama pengeluaran. Gambar 6. Evolusi temporal populasi yeast dan LAB pada silase batang tebu LAB = bakteri asam laktat (lactobacilli, pediococci, leuconostoc dan streptococci) dalam 101 cfu/gram 18 Namun,denganpHyangtetap terjagarendahdalamkondisianaerob,bakteri asamlaktatakantumbuhlebihbanyakdibandingkanbakterilainnyaseperti bakteri perusak aerobik yang beberapa spesiesnya mampu hidup secara anaerobik sepertiyeast(Gambar5).Populasiyeastyangditoleransikeberadaannyadalam silaseyangsehatsekitar100.000cfu/gramhijauansegar.Danselamamasa penyimpanan setelah ensilase selesai, populasi yeast terus menurun. Kesimpulan Dalamfermentasisilaseterjadireaksikimiayangdapatmemengaruhi prosesfermentasiselamaensilase.Reaksikimiainiterjadipadakeempatfase fermentasi silase yaitu fase aerobik, fase anaerobik, fase stabil penyimpanan dan fasefeedoutpemberianketernak.Proseskimiainiterjadimulaidarifase aerobikyangmelibatkan respirasiberbagaimikroorganisme, kemudian padafase anaerobik yang melibatkan bakteri asam laktat, yang mengubahkarbohidrat yang larutdalamairdalambentukglukosa,sukrosadanfruktosamenjadiasamlaktat dan asamlainnya. Reaksiyang terjadi padafase stabil- penyimpananbergantung pada kondisi silo tempat silase disimpan dalam hal ini berhubungan dengan udara yangmasukkedalamsilo.Sementaraitu,padafasefeedoutreaksiyangterjadi jugabergantungpadakondisiawalsilasedanmanajemenpembuatansilase.Reaksi kimia yang tidak diinginkan selama fermentasi kemungkinan dapat terjadi, misalnyafermentasidarienterobakteri,clostridiadanbakteriaerobiklainnya misalnyaSaccharomyces.Reaksiyangterjadidapatmembuatkualitassilase menjadi menurun. 19 DAFTAR PUSTAKA Coallier-AscahJ,IdziakES.1985.InteractionbetweenStreptococcuslactisand Aspergillusflavusontheproductionofaflatoxin.Appliedand EnvironmentalMicrobiology, 49(1):163167 Cooke, L. 1995. New strains slows silage spoilage. Agric. Res. 40:17. HaikaraH,SkyttE,RaaskaL,MinnaL,Mattila-SandholmT.1994. ThemicrobicidalactivitiesofLactobacillusandPediococcusspeciesin combinationwithotherstartersagainstprocesscontaminantsandpathogens. PosterpresentationatLactic94,aninternationalsymposiumonlacticacid bacteria, Caen, Normandy, France. HillJE.1989.Methodandinoculantforpreservingagriculturalproductsfor animalfeed. US Patent Application 4,842,871 KarunaratneA,WezenbergE,BullermanLB.1990.Inhibitionofmoldgrowth andaflatoxinproductionbyLactobacillusspp.JournalofFoodProtection, 53(3):230236 Muck, R.E. 1989. Initial bacterial numbers on Lucerne prior to ensiling. Grass and Forage Sci. 44:19-25. OudeE.S.J.W.H.,F.Driehuis,J.C.Gottschal,S.F.Spoelstra.2000.Silage fermentationprocessesandtheirmanipulationFAOElectronicConferenceon Tropical Silage. Pitt,R.E.1990.Silageandhaypreservation.NorthRegionalAgricultural EngineeringService,CooperativeExtension(NRAES-5),152Riley-Robb Hall, Ithaca, New York 14853. Rees T. J. 1997. The Development of a Novel Antifungal Silage Inoculant. Doctoral Research Thesis. , Cranfield University Biotechnology Centre, UK WattiauxM.2000.IntroductiontoSilage-Making.DairyUpdatesFeedingNo. 502 Babcock Institute University of Wisconsin. William J. Seglar. 2007. Silage and dry hay management. Management Education Project was funded by the USDA.