paper teklab - Blog UB - Universitas Brawijaya

PAPER
"Analisis Komponen Serat Kasar (Van Soest)"
KELAS F
DOSEN PEMBIMBING:
Prof. Dr. Ir. Hartutik, MP
DISUSUN OLEH:
KELOMPOK 6
Dinda Rosalita Asmara
135050101111023
M. Ridwan Efendi
135050101111024
FAKULTAS PETERNAKAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
2014
1
Kata Pengantar
Puji Syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
anugrahNya penulisan paper ini dapat terselesaikan dengan baik. Tidak lupa kami
ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu terlaksananya
penulisan paper ini hingga bisa tersusun dengan baik.
Paper ini kami susun untuk memenuhi tugas kuliah dari dosen peraLatan dan
teknik analisis laboratorium yaitu Prof. Dr. Ir. Hartutik, MP. Paper ini disusun
berdasarkan pengetahuan yang kami peroleh dari beberapa literatur dan media
elektronik dengan harapan pembaca dapat memahami tentang pengertian analisis
serat kasar menggunakan teknik Van Soest.
Akhirnya, kami menyadari bahwa penulisan paper ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya
membangun demi perbaikan penerbitan paper ini di masa mendatang.
Malang, 22 Mei 2014
Penyusun
2
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL......................................................................................1
KATA PENGANTAR......................................................................................2
DAFTAR ISI....................................................................................................3
LATAR BELAKANG.....................................................................................4
TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................7
METODOLOGI..............................................................................................10
PEMBAHASAN ...........................................................................................12
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................14
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................15
3
Latar Belakang
Serat merupakan zat non gizi yang terdapat di dalam bahan pangan hasil
pertanian, terdapat dua jenis macam serat yaitu serat makanan (Dietery Fiber) dan
serat kasar (Crude Fiber). Peran utama dari serat dalam makanan adalah pada
kemampuannya mengikat air, selulosa dan pektin. Dengan adanya serat,membantu
mempercepat sisa-sisa makanan melalui saluran pencernaan untuk sisekresikan
keluar, tanpa bantuan serat.Dari dua macam serat yang ada disini akan dibahas
mengenai serat kasar yang terdapat dalam bahan hasil pertanian. Serat kasar
adalah bagian dari pangan yang tidak dapat dihidriolisis oleh asam ataupun basa
kuat, bahan-bahan kimia yangdigunakan untuk menentukan kadar serat kasar
yaitu asam sulfat (H2SO4 1,25%)dan natrium hidroksida (NaOH 3,25%).Serat
kasar sangat penting dalam penilaian kualitas bahan makanan karenaagka ini
merupakan indeks dan menentukan nialai gizi makanan tersebut, selainitu
kandungan serat kasar dapat digunakan untuk mengevaluasi suatu proses
pengolahan, misalnya proses penggilingan atau proses pemisahan antara kulit dan
kotiledon dengan pemisahan presentase serat dapat dipakai untuk menentukan
kemurnian bahan atau efisiensi suatu proses.Serat makanan hanya terdapat dalam
bahan pangan nabati dan kadarnya bervariasi menurut jenis bahan. Kadar serat
dalam makanan dapat mengalami perubahan akibat pegolahan yang dilakukan terhadap bahan
asalnya. Serat dapat berperan menghalangi penyerapan zat-zat gizi lain seperti
lemak,karbohidrat, dan protein sehingga apabila makanan mengandung kadar serat yang rendah
maka hampir semua zat-zat gizi tersebut dapat diserap oleh tubuh.
Kandungan Acid Detergent Fiber (ADF) dan Neutral Detergent Fiber
(NDF) yang rendah bagus bagi ternak, karena hal tersebut menandakan bahwa
serat kasarnya rendah, sedang pada ternak ruminansia serat kasar diperlukan
dalam sistem pencernaan dan berfungsi sebagai sumber energi. Sebaliknya,
apabila kadar serat kasarnya terlalu tinggi dalam hal ini kadar ADF dan NDFnya,
maka akan menyebabkan tingkat kecernaan akan menjadi rendah. Untuk itu
diperlukan kandungan ADF dan NDF yang optimal agar pakan yang diberikan
pada ternak ruminansia dapat bermanfaat dengan baik. Hijauan pakan tersusun
dari dinding sel dan inti sel, yang terikat oleh lignin bersama – sama selulosa dan
4
hemiselulosa. Untuk mengetahui kandungan komponen dari hijauan pakan
tersebut dapat dilakukan melalui sistem “Acid Detergent Fiber” (ADF) dan
“Nutrient Detergent Fiber” (NDF). Analisis ADF dan
NDF merupakan metode untuk mengetahui kandungan serat kasar tanaman
dengan menggunakan bahan pelarut berupa detergent, yaitu Acid Detergent Fiber
(ADF) dan Neutral Detergent Fiber (NDF).
Analisis serat Van Soest, serat kasar didefinisikan sebagai bahan yang
masih tertinggal setelah bahan pakan direbus dalam asam dan basa. serat kasar
mengandung fraksi-fraksi selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang dapat
dikategorikan sebagai fraksi penyusun dinding sel tanaman. Defenisi tersebut
didasrkan pada nilai nutrisi dan serat kasar yang dapat dicerna oleh enzim – enzim
yang
dikeluarkan
oleh
saluran
pencernaan
mamalia
maupun
ternak
nonruminansia. Kenyataan dilapangan menunjukkan perbedaan yang signifikan
terhadap nilai nutrisi dari Serat Kasar, karena adanya mikrobia yang hidup
didalam saluran pencernaan yang mampu memproduksi enzim yang dapat
mencerna serat kasar dijadikan sumber energinya. Mikrobia tersebut hidup di
rumen ternak ruminansia dan sel pencernaan belakang (sekum) ternak tertentu.
Hal tersebut menyebabkan hasil analisis serat kasar pada analisis proksimat lebih
bermakna pada ternak nonruminansia dari pada ternak ruminansia.
Bahan pakan asal tanaman yang berupa hijauan terdiri dari dua kelompok
fraksi yaitu ; 1) fraksi penyusun isi sel dan, 2) fraksi penyusun dinding sel.
Fraksi penyusun isi sel terdiri dari gula, pati, karbohidrat yang larut, pektin,
nitrogen non protein, protein, lipid dan zat lain yang larut dalam air termasuk
vitamin dan mineral. Fraksi penyusun isi sel ternyata larut dalam air, oleh karena
itu
disebut
pula
dengan
NDS.
Fraksi penyusun dinding sel terdiri dari selulosa, hemiselulosa, lignin dan silika.
Fraksi ini tidak larut dalam air sehingga sukar dicerna, oleh karena itu disebut
dengan
NDF
dan
dengan
demikian
nutrien
yang
tersedia
rendah.
Van soest dan Moore dalam USDA menyatakan bahwa terdapat kolerasi yang
baik antara kecernaan in vivo dan isi sel. Dinding sel dan lignin dengan data
kecernaan in vitro.
5
Van Soest, mengembangkan analisis serat yang mendekati nilai nutrisi
serat kasar untuk ruminansia dengan mempergunakan detergen yang mampu
memisahkan matriks dinding sel yang tidak larut dan mengestimasikan sub
komponen utamanya yaitu selulosa, hemiselulosa dan kombimasi keduanya
dengan lignin. Analisis ini mempergunakan 2 macam detergen yaitu; 1) Neutral
Detergent Fiber, 2) Acid Detergent Fiber.
6
Tinjauan Pustaka
Alderman (1980), menyatakan bahwa analisis kimia untuk menetukan nilai
makanan berserat dapat dilakukan melalui sistem Acid Detergen Fiber (ADF) dan
Neutral Detergent Fiber (NDF) .
Acid Detergent Fiber (ADF) digunakan sebagai suatu langkah persiapan
untuk mendeterminasikan lignin sehingga hemiselulosa dapat diestimasi dari
perbedaan struktur dinding sel ADF (Haris, 1970).
Arora (1989), menyatakan bahwa ADF mengandung 15% pentosa yang
disebut micellar pentosa yang sulit dicerna dibandingkan dengan jenis karbohidrat
lainnya. Pentosa adalah campuran araban dan xilan dengan zat lain dalam
tanaman yang dalam hidrolisis keduanya menghasilkan arabinose dan xilose yang
ditemukan dalam hemiselulosa.
Anggorodi (1984), menyatakan bahwa selulosa tidak dapat dicerna dan
digunakan sebagai makanan kecuali pada hewan ruminansia yang mempunyai
mikroorganisme selulolitik dalam rumen.
Haris (1970), menyatakan bahwa NDF merupakan metode yang cepat
untuk mengetahui total serat dari dinding sel yang terdapat dalam serat makanan.
ADF digunakan sebagai suatu langkah persiapan untuk mendeterminasikan lignin,
sehingga hemiselulose dapat diestimasi dari perbedaan struktur dinding sel dengan
ADF itu sendiri.
Penurunan kadar NDF disebabkan karena meningkatnya lignin pada
tanaman yang mengakibatkan menurunnya hemiselulosa. Hemiselulosa dan
selulosa merupakan komponen dinding sel yang dapat dicerna oleh mikroba.
Tingginya kadar lignin menyebabkan mikroba tidak mampu menguasai
hemiselulosa dan selulosa secara sempurna. Semakin tinggi ADF, maka kualitas
daya cerna hijauan makanan ternak semakin rendah (Crampton dan Haris, 1969).
Untuk menentukan nilai gizi makanan berserat dapat dilakukan melalui
analisis
“Acid
Detergent
Fiber
(ADF)”
dan
“Neutral
Detergent
Fiber (NDF)” (Alderman,1980).
7
Analisis Van Soest merupakan sistem analisa bahan pakan yang relevan
bagi ternak ruminansia, khususnya sistem evaluasi nilai gizi hijauan berdasarkan
kelarutan dalam detergent (Sutardi, 1980).
Sistem Analisis Van Soest menggolongkan zat pakan menjadi isi sel (cell
content) dan dinding sel (cell wall). NDF mewakili kandungan dinding sel yang
terdiri dari lignin, selulosa, hemiselulosa, dan protein yang berikatan dengan
dinding sel. Bagian yang tidak terdapat sebgai residu dikenal sebagai Neutral
Detergent Soluble (NDS) yang mewakili isi sel dan mengandung lipid, gula, asam
organik, non protein nitrogen, pektin, protein terlarrut dan bahan yang larut dalam
air. ADF mewakili selulosa dan lignin dalam dinding sel tanaman. Analisis ADF
dibutuhkan untuk evaluasi kualitas serat pakan ternak ruminansia dan
herbivora lain (Suparjo, 2000).
Van Soest (1982), melakukan pemisahan bagian-bagian hijauan segar
potongan (forage) dengan cara penggunaan bahan-bahan pelarut/pencuci
(detergent) (Gambar 2).
Bahan makanan
Neutral Detergent Solution
NDF
Isi Sel
(Komponen dinding sel)
Acid Detergent Solubles
ADS
(Acid Detergent Solubles)
(hemiselulosa, dinding sel
ADF
(Acid Detergent Insoluble Fiber)
(lignoselulosa)
yang mengandung N)
8
Dicerna dengan H2SO4 72%
Soluble
Acid Insoluble
(Selulosa)
(Lignin)
Lignin
hilang
dengan
pembakaran sampai menjadi
Acid Insoluble (ASH) abu tak
larut dalam asam
Gambar 1. Skema pemisahan bagian-bagian hijauan segar pemotongan (Forage)
dengan menggunakan Detergent(Tillman, dkk., 1998).
Proses pembentukan serat banyak terdapat dibagian yang mengayu pada
tanaman seperti serabut kasar, akar, batang, dan daun. Kadar lignoselulosa
tanaman bertambah seiring dengan bertambahnya umur tanaman, sehingga
terdapat
daya
cerna
yang
makin
rendah
dengan
bertambahnya
lignifikasi (Tillman, Hartadi, dan Reksohadiprojo, 1998).
9
Metodologi
Analisis ini dirancang untuk mengetahui kandungan nilai ADF dan NDF
suatu bahan pakan.
a. Kadar Acid Detergent Fiber (ADF)
1. Sample sebanyak 0,5 g (a gram) dimasukkan ke dalam gelas piala
kemudian ditambahkan 50 ml larutan ADS dan 2 ml decalin. Dipanaskan
selama 1 jam di atas penangas air.
2. Penyaringan dilakukan dengan bantuan pompa vakum, juga dengan
menggunakan penyaring kaca masir yang sudah ditimbang sebagai b gram.
Pencucian dilakukan dengan menggunakan hexan, aceton, dan air panas.
3. Dilakukan pengeringan dengan menggunakan hasil pernyaringan tersebut
dalam oven. Setelah itu, dimasukkan lagi ke dalam desikator untuk
melakukan pendinginan dan kemudian ditimbang sebagai c gram.
b. Kadar Neutral Detergent Fiber (NDF).
1. Sample sebanyak 0,5 g (a gram) dimasukkan ke dalam gelas piala
berukuran 500 ml, serta ditambahkan dengan 50 ml larutan NDS dan 0,5 g
Na2SO3. Dipanaskan selama 1 jam.
2. Menimbang kaca masir sebagai b gram.
3. Melakukan penyaringan dengan bantuan pompa vakum, lalu dibilas
dengan air panas dan aceton
4. Hasil penyaringan tersebut dikeringkan dalam oven 1050C. Setelah itu
dimasukkan lagi dalam eksikator selama 1 jam, kemudian dilakukan
penimbangan akhir sebagai c gram.
c. Kadar Lignin dan Selulosa
1. Residu ADF (c gram) yang berada di dalam kaca masir diletakkan di atas
nampan yang berisi air setinggi kira-kira 1 cm.
2. Ditambahkan H2SO4 72% setinggi
¾
bagian dari gelas kaca masir dan
dibiarkan selama 3 jam sambil diaduk-aduk.
3. Penyaringan dilakukan dengan bantuan pompa vakum serta , pencucian
juga dilakukan seperti analisis sebelumnya.
10
4. Pengeringan dilakukan dengan menggunakan oven 1050C, dan selanjutnya
dilakukan pendinginan dengan desikator dan ditimbang sebagai berat
akhir, yaitu e gram.
5. Jika dibakar dalam tanur 5000C, didinginkan dalam desikator serta
disimpan kembali sebagai berat akhir, yaitu f gram.
Perhitungan
Kadar Acid Detergent Fiber (ADF)
=
Kadar Neutral Detergent Fiber (NDF) =
c−b
𝑎
c−b
𝑎
𝑥 100%
𝑥 100%
Kadar Selulosa = % ADF - % lignin
Kadar Hemiselulosa = % NDF - % ADF
Kadar Abu Tak Larut =
e−f
𝑎
𝑥 100%
Keterangan :
a
= Berat sample bahan kering
b
= Berat sintered glass kosong
c
= Berat sintered glass + residu penyaring setelah diovenkan
d
= Berat sampel asli
e
= Berat sintered glass + lignin + abu tak larut
f
= Berat sintered glass + abu tak larut setelah tanur
11
PEMBAHASAN
ADF dapat digunakan untuk mengestimasi kecernaan bahan kering dan
energi makanan ternak. ADF ditentukan dengan menggunakan larutan Detergent
Acid, dimana residunya terdiri atas selulosa dan lignin. Hal ini sesuai dengan
(Haris, 1970) yang menyatakan Acid Detergent Fiber (ADF) digunakan sebagai
suatu langkah persiapan untuk mendeterminasikan lignin sehingga hemiselulosa
dapat diestimasi dari perbedaan struktur dinding sel ADF.
Sebagian besar dinding sel tumbuhan tersusun atas karbohidrat struktural
kandungan serat kasar dalam dinding sel tumbuhan dapat diekstraksi dengan
metode Neutral Detergent Fiber (NDF). Menurut Haris (1970), menyatakan
bahwa NDF merupakan metode yang cepat untuk mengetahui total serat dari
dinding sel yang terdapat dalam serat makanan.
Serat kasar yang berupa lignin hanya dapat dicerna oleh ternak ruminansia
dikarenakan didalam lambung ternak ruminansia terdapat bakteri hemiselulolitik
dan selulolitik yang akan mendegradasi hemiselulosa dan selulosa menjadi VFA
yang merupakan sumber energi bagi ternak ruminansia. Hal ini sesuai dengan
(Crampton dan Haris, 1969) yang menyatakan penurunan kadar NDF disebabkan
karena meningkatnya lignin pada tanaman yang mengakibatkan menurunnya
hemiselulosa. Hemiselulosa dan selulosa merupakan komponen dinding sel yang
dapat dicerna oleh mikroba. Tingginya kadar lignin menyebabkan mikroba tidak
mampu menguasai hemiselulosa dan selulosa secara sempurna. Semakin tinggi
ADF, maka kualitas daya cerna hijauan makanan ternak semakin rendah.
Fungsi oven pengering dengan suhu 105oC yaitu untuk mengeringkan
sampel pada akhir percobaan menggunakan tekniak ADF. Hal ini sesuai dengan
(hartutik,2012) yang menyatakan bahwa dikeringkan gelas penyaring dan residu
didalam oven pengering pada suhu 105oC selama semalam. Dinginkan di dalam
desikator selama 1 jam, ditimbang dan dihitung menggunakan rumus :
Kadar Acid Detergent Fiber (ADF)
=
c−b
𝑎
𝑥 100% .
Analisis serat Van Soest, serat kasar didefinisikan sebagai bahan yang
masih tertinggal setelah bahan pakan direbus dalam asam dan basa. serat kasar
12
mengandung fraksi-fraksi selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang dapat
dikategorikan sebagai fraksi penyusun dinding sel tanaman. Hal ini sesuai dengan
(Suparjo, 2000) yang memaparkan bahwa sistem Analisis Van Soest
menggolongkan zat pakan menjadi isi sel (cell content) dan dinding sel (cell wall).
NDF mewakili kandungan dinding sel yang terdiri dari lignin, selulosa,
hemiselulosa, dan protein yang berikatan dengan dinding sel. Bagian yang tidak
terdapat sebgai residu dikenal sebagai Neutral Detergent Soluble (NDS) yang
mewakili isi sel dan mengandung lipid, gula, asam organik, non protein nitrogen,
pektin, protein terlarrut dan bahan yang larut dalam air. ADF mewakili selulosa
dan lignin dalam dinding sel tanaman. Analisis ADF dibutuhkan untuk evaluasi
kualitas
serat
pakan
ternak
ruminansia
dan
herbivora lain.
13
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Acid Detergent Fiber (ADF) digunakan sebagai suatu langkah persiapan
untuk mendeterminasikan lignin sehingga hemiselulosa dapat diestimasi
dari perbedaan struktur dinding sel ADF.
2. NDF merupakan metode yang cepat untuk mengetahui total serat dari
dinding sel yang terdapat dalam serat makanan.
3. Serat kasar yang berupa lignin hanya dapat dicerna oleh ternak ruminansia
dikarenakan didalam lambung ternak ruminansia terdapat bakteri
hemiselulolitik dan selulolitik yang akan mendegradasi hemiselulosa dan
selulosa menjadi VFA yang merupakan sumber energi bagi ternak
ruminansia.
4. Analisis serat Van Soest, serat kasar didefinisikan sebagai bahan yang
masih tertinggal setelah bahan pakan direbus dalam asam dan basa. serat
kasar mengandung fraksi-fraksi selulosa, hemiselulosa dan lignin, yang
dapat dikategorikan sebagai fraksi penyusun dinding sel tanaman.
5. Kadar Acid Detergent Fiber (ADF)
Kadar Neutral Detergent Fiber (NDF)
=
=
c−b
𝑎
c−b
𝑎
𝑥 100%
𝑥 100%
Saran
1. Perlu dilakukan studi literatur lebih lanjut agar pembaca memahami teknik
analisis Van Soest tersebut.
2. Penyusun paper yang akan datang agar melengkapi pembahasan dari
papernya supaya pembaca menjadi mengerti maksud dan tujuan dari paper
tersebut.
14
DAFTAR PUSTAKA
Alderman, G. 1980. Aplication of Pratical Rationing System Agri, SCI. Servis.
Ministring OfAgric And Food England.
Anggorodi, R. 1979. Ilmu Makanan Ternak Umum. PT. Gramedia, Jakarta.
Arora, S. P. 1989. Pencernaan Mikroba Pada Ruminansia. Gadjah Mada
University Press, Yogyakarta.
Crampton, E. W. Dan L. E. Haris. 1969. Applied Animal Nutrition E, d. 1st The
Engsminger Publishing Company, California, U. S. A.
Haris, L. E. 1970. Nutrition Research Technique for Domestic and Wild Animal.
Animal Science Department Utah State University.
Suparjo. 2000. Analisis Secara Kimiawi. Fakultas Peternakan, Jambi.
Sutardi. 1980. Landasan Ilmu Nutrisi. Departemen Ilmu Nutrisi dan Makanan
Ternak. Fakultas Peternakan IPB. Bogor.
Tillman, A. D., H. Hartadi, S. Reksohadiprodjo. 1998. Ilmu Makanan Ternak
Dasar. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.
Van Soest P. J. 1976. New Chemical Methods for Analysis of Forages for The
Purpose of Predicting Nutritive Value. Pref IX International Grassland
Cong.
15