Balai Pengujian Mutu dan Sertifikasi Pakan

Pendahuluan

Baru-baru ini diperoleh informasi terkait kasus kematian ratusan sapi dalam perjalanan laut yang dikirim dari Australia menuju Indonesia. Hal ini menjadi perhatian serius dan membutuhkan investigasi yang menyeluruh untuk memastikan penyebab kematian sapi tersebut. Hal penting yang harus diperhatikan adalah menyangkut penerapan standar keamanan dan kesejahteraan hewan selama proses pengangkutan hewan dari asal sampai tujuan.

Dugaan awal penyebab kematian sapi di atas kapal adalah akibat botulismus. Penyakit botulismus disebabkan oleh toksin yang dihasilkan oleh bakteri Clostridium botulinum. Clostridium botulinum mampu berkembang dengan baik pada makanan/pakan dan air minum. Hal ini membahayakan manusia/hewan yang mengkonsumsi toksin hasil metabolik Clostridium botulinum atau karena autolysis bakteri tersebut.

Clostridium botulinum bersifat anaerob, membentuk spora dan dapat ditemukan di dalam tanah.  Sapi yang terkena botulismus akan menampakkan gejala klinis kelumpuhan otot akibat gangguan syaraf dan paralisis, dan dapat berakibat fatal kematian. Penyakit botulismus dapat menyerang pada hewan dan manusia.

Cemaran pakan dan minum ternak merupakan risiko yang potensial dalam penyebaran penyakit ini. Dalam jurnal Epidemiology Infect tahun 2017 terbitan 145 diperoleh informasi bahwa terjadi wabah botulismus pada sapi di Eropa yang disebabkan oleh pengolahan silase pakan ternak yang tidak sempurna dan terkontaminasi spora Clostridium botulinum. Pada kasus tersebut sumber spora diduga berasal tumpukan kotoran unggas yang disimpan di padang rumput sebelum dipanen. Selain itu pada case report yang diterbitkan oleh jurnal animals MDPI yang terbit Bulan November 2019, dilaporkan kejadian wabah botulismus pada sapi Charolais dimana ditemukan kontaminasi Clostridium botulinum pada tepung terigu, gandum dan penggilingan. Pada kasus ini ditemukan bangkai kucing pada silo penyimpanan biji gandum yang diduga sebagai sumber kontaminasi. Keberadaan bangkai hewan liar dalam pakan yang mengandung kondisi anaerobik seperti silase berpotensi memicu wabah botulismus.

Hal ini menekankan pentingnya pengolahan bahan pakan/pakan yang tepat dan pengelolaan hewan mati, kotoran untuk mencegah terjadinya botulismus pada sapi.

Clostridium botulinum

Clostridium botulinum adalah bakteri yang memproduksi toksin botulinum (BoNTs), penyebab terjadinya penyakit botulismus.  Bakteri ini masuk kedalam genus Clostridium, pertama kali ditemukan pada tahun 1896 oleh Emile van Ermengem. Clostridium botulinum termasuk bakteri gram positif, anaerob obligat (tidak bisa hidup bila terdapat  oksigen), motil (dapat bergerak), dan menghasilkan spora. Bakteri ini umumnya ditemukan di tanah. 

Botulismus adalah penyakit neuroparalitik parah yang dapat menyerang manusia, semua hewan berdarah panas dan beberapa ikan. Penyakit ini disebabkan oleh paparan neurotoksin botulinum (BoNTs) yang diproduksi oleh bakteri anaerobik pembentuk spora Clostridium botulinum. Neurotoksin botulinum bekerja menghambat pelepasan asetilkolin pada sambungan neuromuskular sehingga mengakibatkan kelumpuhan otot progresif, simetris, dan lembek yang menyebabkan posisi berbaring dan kematian. Gejala klinis yang mirip dari semua hewan: inkoordinasi, hilangnya control motoric, paralisis kaki belakang, kesulitan bernafas, anorexia, hipersalivasi. Pada kondisi perakut dan akut adalah inkoordinasi gerak, lidah menjulur dan paralisis pada otot pengunyah, kulit hipotermia, kurang memberikan reaksi terhadap rangsangan, pupil melebar tidak memberikan reaksi terhadap cahaya, tidak dapat minum sehingga penderita menjadi dehidrasi. Pada kondisi sub akut dan kronis penderita masih dapat berdiri tapi apabila sudah rebah slit untuk bangkit kembali, inkoordinasi gerak, pulsus lemah, pernafasan dangkal, defekasi terhenti karena atoni usus, mukosa ikhterus dan dapat menyebabkan kematian karena paralisis otot pernafasan.

BoNTs dibagi menjadi tujuh tipe yang secara serologis berbeda, yaitu tipe A-G dan sekitar 40 subtipe. Botulismus pada manusia dikaitkan dengan BoNTs tipe A, B, E dan F sedang pada hewan sebagian besar dikaitkan dengan BoNTs tipe C, D, C/D dan D/C. Tipe A, B, C, D dan D/C telah terjadi pada sapi sedangkan tipe D/C yang paling umum menjadi penyebab botulismus sapi di Eropa. Toksin dihasilkan oleh Clostridium botulinum yang sedang dalam pertumbuhan dan akan meningkat daya racunnya ketika sel kuman mengalami autolysis (Darwagiani, 1982).  

Mekanisme masuknya Clostridium botulinum ke dalam tubuh dapat melalui mulut/makanan,  kontaminasi luka dan inhalasi/pernapasan. Clostridium botulinum yang sudah masuk dalam tubuh dapat memproduksi neurotoksin dalam saluran pencernaan atau jaringan tubuh yang luka karena lingkungannya mendukung untuk pertumbuhannya. Toksin akan di serap dan masuk ke aliran darah dan ditransportasikan menuju synaps cholinergic perifer terutama neuromuscular junction. 

Neurotoksin yang sudah ada di synaps akan masuk ke sitoplasma, dimana terjadi pemecahan protein oleh endopeptidase dari light chain toksin. Pemecahan protein ini akan membentuk sebuah synaptic fusion complex atau disebut soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors (SNARE).

Selanjutnya, terjadi proses bersatunya membran terminal neuron dengan synaptic vessicle oleh synaptic fussion complex. Akibat pecahnya synaptic fussion complex menyebabkan terjadinya kegagalan fusi antara vesikel dengan membran terminal, sehingga pelepasan acetylcholine (ACH) menuju celah synaptic akan terhambat. Pelepasan ACH ini akan sangat berhubungan dengan kerja otot dan saraf (neuromuscular junction) sehingga jika pelepasan ACH terhambat akan berdampak pada tidak dapat bergeraknya otot atau terjadi kelumpuhan. Penghambatan ACH ini hanya berlangsung selama beberapa bulan dan otot akan melakukan fungsi normalnya kembali dengan bantuan protein SNARE atau melalui pembentukan synaps yang baru.

Clostridium botulinum tinggal pada lapisan atas tanah, dan dapat menyebar melalui hewan yang sudah mati, tinggal dalam kolam air yang berisi akar tanaman, hewan, hay maupun silase. Sumber kontaminasi ternak yang paling umum dilaporkan melalui konsumsi air minum, silase yang belum atau tidak sempurna pengasamannya sehingga terkontaminasi spora Clostridium botulinum atau silase yang terkontaminasi bangkai mamalia kecil, burung atau kotoran unggas. Pakan yang kondisinya anaerobik, seperti silase atau rumput ball, diketahui berisiko untuk pertumbuhan Clostridium botulinum dan produksi BoNTs. Laporan kasus ini menunjukkan bahwa matriks kering, termasuk biji-bijian, juga dianggap sebagai sumber potensial wabah penyakit pada sapi.

Spora Clostridium botulinum diketahui mampu bertahan bertahun-tahun di lingkungan dan mampu bertahan beberapa bulan dalam pupuk kandang. Penyebaran bakteri dapat menyebabkan risiko kontaminasi tanah, rumput, atau tanaman. Penyebaran spora selama penyebaran kotoran juga dapat menjadi sumber kontaminasi lingkungan dan risiko bagi peternakan lain di sekitarnya. Pembakaran material yang terkontaminasi adalah solusi paling efisien dan untuk mencegah kontaminasi atau penyebaran spora di lingkungan.

Clostridium botulinum bentuk vegetatif mudah dirusak oleh pengaruh panas. Spora Clostridium dapat dimatikan pada suhu 100C selama 5 jam, 105C selama 2 jam 110C selama 1 jam 30 menit, 115C selama 40 menit atau 120C selama 10 menit.

Pembuatan silase

Silase merupakan hijauan makanan ternak yang diawetkan dengan menggunakan teknik fermentasi. Awetan basah segar yang disimpan dalam silo, sebuah tempat yang tertutup rapat dan kedap udara, dalam kondisi anaerob. Pada suasana anaerob tersebut akan mempercepat pertumbuhan bakteri anaerob untuk membentuk asam laktat (Mugiawati, 2013).  Rumput mengalami proses insilase (fermentasi) yang dibantu oleh bakteri asam laktat dalam suasana asam dan anaerob. Silase memiliki kadar air yang masih cukup tinggi, diolah melalui proses fermentasi dengan bantuan jasad renik. Proses tersebut dilakukan dalam kondisi anaerob atau tanpa oksigen, baik dengan penambahan atau tanpa penambahan pengawet.

Secara prinsip, pembuatan pakan ternak dalam bentuk silase seperti halnya proses fermentasi biasanya, membutuhkan tiga komponen bahan, antara lain kelompok bahan pakan hijauan yang menjadi bahan utama, kelompok bahan pakan sumber energi, dan kelompok bahan pakan aditif.

Selain bahan baku, dalam pembuatan silase dibutuhkan pula tempat atau wadah yang disebut silo atau tempat yang kedap udara. Silase harus diperam dengan waktu mencapai tiga minggu. Barulah setelah itu silase dapat dibuka, dipanen, dan diberikan pada ternak.

Empat tahapan proses fermentasi pada silase yaitu :

1.       Fase aerobik, normalnya fase ini berlangsung sekitar 2 jam yaitu ketika oksigen yang berasal dari atmosfir dan berada diantara partikel tanaman berkurang. Oksigen yang berada diantara partikel tanaman digunakan untuk proses repirasi tanaman, mikroorganisme aerob, dan fakultatif aerob seperti yeast dan Enterobacteria.

Kondisi ini merupakan sesuatu yang tidak diinginkan pada proses ensilase karena mikroorganisme aerob tersebut juga akan mengkonsumsi karbohidrat yang sebetulnya diperlukan bagi bakteri asam laktat. Kondisi ini akan menghasilkan air dan peningkatan suhu sehingga akan mengurangi daya cerna kandungan nutrisi. Dalam fase ini harus semaksimal mungkin dilakukan pencegahan masuknya oksigen yaitu dengan memperhatikan kerapatan silo dan kecepatan memasukkan bahan dalam silo. Selain itu juga harus diperhatikan kematangan bahan, kelembaban bahan, dan panjangnya pemotongan hijauan.        

2.       Fase fermentasi, fase ini merupakan fase awal dari reaksi anaerob. Fase ini berlangsung dari beberapa hari hingga beberapa minggu tergantung dari komposisi bahan dan kondisi silase. Jika proses ensilase berjalan sempurna maka bakteri asam laktat sukses berkembang. Bakteri asam laktat pada fase ini menjadi bakteri predominan dan menurunkan pH silase sekitar 3,8-5. Bakteri asam laktat akan menyerap karbohidrat dan menghasilkan asam laktat sebagai hasil akhirnya. Penurunan pH dibawah 5,0 perkembangan bakteri asam laktat akan menurun dan akhirnya berhenti. Dan itu merupakan tanda berakhirnya fase-2 dalam fermentasi hijauan fase ini berlangsung sekitar 24-72 jam.

3.       Fase stabilisasi, fase ini merupakan kelanjutan dari fase kedua. Fase stabilisasi menyebabkan aktivitas fase fermentasi menjadi berkurang secara perlahan sehingga tidak terjadi peningkatan atau penurunan nyata pH, bakteri asam laktat, dan total asam.

4.       Fase feed-out atau aerobic spoilage phase. Silo yang sudah terbuka dan kontak langsung dengan lingkungan maka akan menjadikan proses aerobik terjadi. Hal yang sama terjadi jika terjadi kebocoran pada silo maka akan terjadi penurunan kualitas silase atau kerusakan silase.

Proses pembuatan silase tidak memerlukan pengeringan, sehingga dapat meminimalkan kerusakan zat makanan atau nutrisi akibat pemanasan. Silase juga mengandung sejumlah asam organik yang berfungsi menjaga keseimbangan populasi mikroorganisme pada rumen (perut) sapi.

Parameter yang digunakan untuk melihat kualitas silase antara lain pH, suhu, tekstur, warna dan kandungan asam laktatnya. Derajat keasaman (pH) yang optimum untuk silase yang baik yaitu : 3,8 sampai 4,2 dan akan memperlihatkan tekstur : halus, warna hijau dan bau asam. Kegagalan dalam pembuatan silase dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah proses pembuatan yang salah, terjadi kebocoran silo sehingga tidak tercapai kondisi anaerob, tidak tersedia sumber energi (water soluble carbohidrat = WSC), berat kering awal hijauan yang rendah sehingga bahan terlalu basah dan memicu pertumbuhan mikroorganisme pembusuk (Ratnakomala et al., 2006).

Pemberian silase pada hewan ternak dimaksudkan agar hijauan makanan yang didapatkan kualitasnya masih bagus serta tahan lama. Harapannya pakan tersebut dapat diberikan pada ternak saat musim apapun, terutama ketika musim kemarau panjang atau musim paceklik. Jadi, bisa dikatakan selain sebagai pangan alternatif saat kemarau, pembuatan silase juga bertujuan untuk menampung kelebihan produksi hijauan pakan ternak atau memanfaatkan hijauan pada saat pertumbuhan terbaik tetapi belum digunakan.

Pencegahan

Untuk pencegahan kontaminasi Clostridium botulinum, jaga kebersihan tempat penyimpanan bahan pakan dan pakan dari agen kontaminan. Clostridium botulinum biasa ditemukan pada ditemukan di tanah, debu, sungai, dan dasar laut. Sebenarnya, bakteri Clostridium botulinum tidak berbahaya bila berada di kondisi lingkungan yang normal. Namun, bakteri tersebut akan melepaskan racun ketika kekurangan oksigen, misalnya jika berada di bawah lumpur dan tanah, di dalam kaleng tertutup, botol atau tubuh manusia. Clostrium botullinum dapat berkembang baik di dalam kotoran, bangkai hewan.

Faktor utama yang mengontrol pertumbuhan Clostrium botullinum adalah suhu, pH dan keasaman, Aw, potensi redoks, kecukupan nutrisi, adanya antimikroba dan mikrobiota kompetitif. Pencegahan kontaminasi toksin Clostrium botullinum ini dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya :

1. Kadar Aw

Untuk menghambat pertumbuhan organisme dapat dilakukan dengan penurunan aw seperti penggunaan garam diatas 10% untuk menghambat strain grup I dan garam diatas 5% untuk strain grup II. Selain itu, dapat pula digunakan konsentrasi gula yang tinggi yaitu sukrose 30%.

2. pH

Untuk kelompok 1 Clostrium botullinum pH yang dianggap aman adalah pH <4,6 sehingga Clostrium botullinum tidak akan berkecambah, tumbuh lebih besar, dan membentuk toksin botulismus. Makanan dengan keamanan botulismus yang sangat baik adalah makanan atau produk makanan dengan pH <4,6 atau makanan asam tinggi. Sedangkan untuk kelompok 2, pH kritis adalah 5,0 untuk pencegahan perkecambahan spora dan pembentukan toksin botulismus.

3. Suhu penyimpanan

Pertumbuhan yang baik untuk Clostrium botullinum terjadi pada suhu 20^o sampai 45^oC sehingga untuk menghambat pertumbuhannya dapat dilakukan dengan memperhatikan suhu penyimpanan yaitu 10^oC untuk grup I dan 4^o sampai 6^oC.

4. Pengolahan atau penyimpanan

Semua makanan yang dikalengkan dan diawetkan secara komersial umumnya aman untuk dikonsumsi karena makanan telah disterilkan/ menggunakan ph yang tinggi/terlalu asam atau juga dengan diawetkan dengan cara lain. Untuk produk segar tidak berbahaya. Racun dapat dihancurkan pada suhu 75°-80°C, sehingga makanan yang telah dimasak dan dipanaskan aman dikonsumsi. Selain itu, dapat juga dilakukan pengasapan untuk mengurangi toksinnya. Menurut Heinitz dan Johnson (1998) menemukan bahwa pengasapan cukup efektif untuk menurunkan jumlah kuman, dimana tidak ada Clostrium botullinum yang ditemukan pada produk ikan yang diasapkan selama lima tahun penelitiannya. Ini dikarenakan adanya penghambatan yang diakibatkan oleh hasil dari kombinasi garam dan nitrat, asap serta suhu penyimpanan yang rendah (3,3^oC).

Disarankan juga untuk memanaskan makanan dengan temperatur yang tinggi (makanan kaleng) dengan tujuan untuk mematikan spora; mendinginkan makanan yang tidak dimasak (suhu lebih rendah dari 3,3 ^oC); dan segera mengkonsumsi makanan yang telah dimasak karena apabila dibiarkan terlalu lama (suhu makanan 20 ^o sampai 45 ^oC) adalah suhu optimal untuk pertumbuhan Clostrium botullinum.

5. Mikrobiota yang kompetitif

Mikrobiota kompetitif adalah mikroba yang dapat menghambat kerja dari Clostrium botullinum ini, misalnya bakteri asam laktat atau ragi. Bakteri asam laktat atau ragi ini yang memfermentasi gula dan substrat lain dalam makanan dengan cara memproduksi tingat penghambatan asam organik, alkohol. Contoh lain yaitu pengawet seperti nitrit.

Menurut salah satu sumber, ada beberapa faktor lain yang dapat mengendalikan tumbuh Clostrium botullinum ini seperti kriteria proses pemanasan pada 121^oC selama minimal 3 menit, proses dengan bantuan rendah asam ataupun melakukan sterilisasi termal dengan bantuan tekanan.

Kesimpulan

Wabah botulismus menggambarkan pentingnya penyimpanan pakan yang benar untuk menghindari botulismus yang ditularkan melalui pakan dan pentingnya menghindari keberadaan bangkai untuk mencegah timbulnya wabah botulismus.

Semua komponen pakan dalam ransum harus dipertimbangkan ketika mencari sumber wabah akan tetapi silase, rumput ball, atau haylage bukanlah satu-satunya matriks yang bertanggung jawab atas wabah botulismus pada sapi.

Daftar Pustaka

Adji R.S. 2024, Botulismus Pada Hewan: Ancaman, penanganan Pencegahan, Pusat Riset Veteriner, Badan Riset dan Inovasi Nasional, Makalah Webinar Series 4 April 2024.

Caroline Le Marechal, Oliver Hulin, Sabrina Mace, Cecile CHuzeville, Sandra Rouxel, Tipaian Poezevara, Christelle Marzuet, Francoise Pozet, Eric Sellal, Laure Martin, Alain Viry, Christine Rubbens and Marianne Chemaly, 2019, A case report of a botulism Outbreak in bBeef Cattle Due to the Contamination of Wheat by a Roaming Cat Carcass : From the Suspicion to the Management of the Outbreak, Journal Animals, 9, 1025, www.mdpi.com

Darwagiani, 1982, Botulismus Pada Hewan Ternak, Perpustakaan Universitas Airlangga.

Saelan E., Lestari S, 2021, Pelatihan Pembuatan Silase untuk Pakan Ternak Ruminansia di Kecamatan Oba Tengah Kota Tidore Kepulauan, Media Kontak Tani Ternak, Agustus

Prasetyo, T.B., 2019, Pembuatan Pakan ternak Fermentasi (Silase), Swadaya Indonesia Journal of Community Empowerment Vol 1 No 1 Januari-April 2019 (Hal 48-54).

Relun A, Dorso L, Douart A, Chartier , Guatteo, Mazuet C, Poppof MR, Assie S. 2017, A large outbreak of bovine botulism possibly linked to massive contamination of grass silage by type D/C Clostridium botulinum spores on a farm with dairy and poultry operations, Epidemiol. Imfect. 145. 3477-3485, Cambridge University Press.

drh Idha Muthi’ah DW., M.Si

Pengawas Mutu Pakan BPMSP Bekasi