PENGARUH BERBAGAI MACAM BAHAN PENGENCER SEMEN TERHADAP KUALITAS SEMEN

Oleh : Rina Yunita

Fakultas Pertanian Jurusan Peternakan Universitas Bengkulu

Abstrak

Salah satu cara untuk meningkatkan produktivitas ternak adalah dengan memperkenalkan dan menerapkan teknologi reproduksi, misalnya inseminasi buatan (IB). Penerapan teknologi inseminasi buatan (IB) ini adalah untuk meningkatkan mutu genetik dan produksi ternak. IB atau lebih dikenal sebagai kawin suntik merupakan cara pemasukan spermatozoa ke dalam organ reproduksi betina dengan suatu alat tertentu dengan bantuan manusia , dan melalui proses sejak penampungan semen, penilaian, pengenceran, sampai penilaian hasil inseminasi buatan. Pengembangan IB dalam upaya pengembangan peternakan merupakan keuntungan peternak dalam menekan biaya produksi yang tinggi dan nilai ekonomi yang dibutuhkan. Keuntungan dari dikembangkannya IB yaitu mengurangi biaya pemeliharaan pejantan, dapat dilakukan pemilihan semen yang mempunyai mutu genetik yang tinggi, menekan penyebaran penyakit menular, dan mempercepat laju perbaikan genetik. Keberhasilan IB itu sendiri sangatlah ditentukan oleh beberapa faktor seperti kesuburan betina, inseminator, ketepatan waktu inseminasi dan yang terpenting adalah kualitas semen yang digunakan. Semen adalah sekresi kelamin jantan dan epididimis serta kelenjar-kelenjar kelamin pelengkap (kelenjar vesikularis) yang terdiri dari spermatozoa dan plasma semen yang secara normal di ejakulasi ke dalam saluran kelamin betina sewaktu kopulasi, tetapi dapat pula ditampung dengan berbagai cara untuk keperluan inseminasi buatan (Toelihere, 1985). Setelah penampungan, semen perlu diencerkan dengan bahan pengencer untuk diawetkan agar mempertahankan kualitas semen dalam penyimpanan. Prinsip pengenceran semen bertujuan untuk menambah volume dari setiap ejakulasi dan memberi zat-zat makanan yang dibutuhkan untuk mempertahankan daya tahan hidup dan fertilitas sperma. Beberapa bahan pengencer yang umum digunakan dalam pengenceran semen adalah kuning telur, susu, dan air kelapa.

Kata kunci : inseminasi buatan, pengencer semen, kuning telur, susu, air kelapa.

PENDAHULUAN

Kemajuan bioteknologi pada saat sekarang lebih diarahkan pada bidang reproduksi misalnya Inseminasi Buatan (IB). Inseminasi buatan (IB) merupakan suatu program pemuliabiakan ternak yang kompleks mulai dari organisasi, penyuluhan, produksi semen, deteksi birahi dan IB (deposisi semen) sampai evaluasi keberhasilan program IB itu sendiri. Berbagai faktor akan mempengaruhi keberhasilan program IB diantaranya adalah kualitas semen yang diinseminasikan. Teknologi inseminasi buatan berkaitan erat dengan teknik pengenceran dan penyimpanan semen, pendeteksian waktu birahi, dan teknik inseminasi. Untuk meningkatkan keberhasilan IB, beberapa inovasi teknologi telah diterapkan, antara lain melakukan IB pada waktu yang tepat (35-40 jam setelah berahi muncul) sebanyak dua kali dalam selang waktu 12 jam. Melalui teknik ini tingkat kebuntingan meningkat dari 30% menjadi 41-56%  Budiarsana dan Sutama 2001; Sutama et al. 2002b). Tingkat keberhasilan IB yang lebih tinggi (70-80%) diperoleh dengan melakukan IB di dalam uterus (Susilawati dan Afroni 2008), dengan menggunakan alat yang dapat melewati servik. Namun keberhasilan program kegiatan Inseminasi Buatan (IB) pada ternak tidak hanya tergantung pada kualitas dan kuantitas semen yang di ejakulasi oleh seekor pejantan, tetapi tergantung  juga kepada kesanggupan untuk mempertahankan kualitas dan memperbanyak volume semen tersebut untuk lebih lama setelah ejakulasi sehingga lebih banyak betina akseptor yang akan diinseminasi. Usaha untuk mempertahankan kualitas semen dan memperbanyak hasil sebuah ejakulasi dari jantan unggul adalah dengan melakukan pengenceran semen menggunakan beberapa bahan pengencer. Untuk kebutuhan beberapa karbohidrat sederhana sebagai sumber energi dalam pengencer dapat dipenuhi dengan penggunaan madu (menurut penelitian Brosdiana, 2000), ekstrak melon (menurut penelitian Yulnawati, 2002), dan air kelapa (menurut penelitian Wardani, 2000). Syaratnya adalah harus dapat menyediakan nutrisi bagi kebutuhan spermatozoa selama penyimpanan, harus memungkinkan sperma dapat bergerak secara progresif, tidak bersifat racun bagi sperma, menjadi penyanggah bagi sperma, dapat melindungi sperma dari kejutan dingin (cold shoc) baik untuk semen beku maupun semen cair. Di Indonesia saat ini terdapat 2 balai IB nasional yakni Balai Besar Inseminasi Buatan (BBIB) Singosari dan BIB Lembang serta beberapa BIB daerah antara lain BIBD Sumatera Barat, Lampung, Jawa Tengah, Bali dan NTB. Balai Inseminasi Buatan Lembang, pemerintah mengimpor sapi Simmental dari Australia pada tahun 1976 untuk pertama kalinya. Sapi Simmental yang diimpor tersebut digunakan untuk keperluan grading up dan persilangan (Catur Windu, 2008).

Kejadian yang dapat merusak dan menurunkan viabilitas spermatozoa selama proses penyimpanan dan pembawa materi genetik ternak (sel gamet) dengan teknik kriopreservasi yaitu kejutan dingin (cold shock) dan pembentukan kristal-kristal es. Kejutan dingin terjadi karena adanya penurunan suhu secara mendadak di bawah suhu 0º C. Watson (1995) menyatakan bahwa kejadian kejutan dingin berkaitan erat dengan fase pemisahan dan penurunan sifat-sifat permeabilitas secara selektif dan membran biologik sel hidup. Pengaruh kejutan dingin terhadap pembawa materi genetik ternak dapat dilihat pada sel spermatozoa dan sel telur (oosit). Pada sel spermatozoa, kejutan dingin menyebabkan terjadi penurunan mortalitas, pelepasan enzim pada akrosom, perpindahan ion melewati membran dan penurunan kandungan lipid yang berperan untuk mempertahankan integritas struktural membran plasma (Weitze dan Petzoidt, 1992; White, 1993). Pembentukan kristal-kristal es berkaitan erat dengan perubahan tekanan osmotik dalam fraksi yang tidak beku (Watson, 2000). Pembentukan kristal-kristal es berkaitan erat dengan perubahan tekanan osmotik dalam fraksi yang tidak beku (Watson, 2000). Pengaruh pembentukan kristal-kristal es terhadap pembawa materi genetik ternak selama proses kriopreservasi dapat dilihat pada sel spermatozoa dan sel telur. Pada sel spermatozoa dapat menyebabkan penurunan motilitas dan viabilitas spermatozoa, peningkatan pengeluaran enzim-enzim intraseluler ke ekstraseluler dan kerusakan pada organel-organel sel, seperti mitokondria dan lisosom (Suprianata dan Pasaribu, 1992; Dhani dan Sahni, 1992). Apabila mitokondria rusak dan rantai oksidasi putus akan mengakibatkan spermatozoa berhenti bergerak karena tidak ada pasokan energi dari organel mitokondria. Sumber energi mitokondria berperan untuk menggertak mikrotubul sehingga terjadi pergesekan diantara mikrotubul sehingga spermatozoa dapat bergerak secara bebas (motil).

Bahan pengencer kuning telur

Bahan pengencer tris kuning telur terdiri dari tris Aminomethan, asam sitrat, karbohidrat sederhana, kuning telur, penicillin, streptomycin dan aquadest. Tris Aminomethan berfungsi sebagai buffer dan mempertahankan keseimbangan osmotik dan keseimbangan elektrolit. Fruktosa menyediakan makanan sedangkan kuning telur berfungsi sebagai pelindung spermatozoa terhadap cold shock serta sebagai sumber energi (Triana, 2005). Sekitar 30% dari berat telur adalah bagian dari kuning telur. Kuning telur memiliki komposisi gizi yang lebih lengkap dibandingkan putih telur. Komposisi utama kuning telur adalah terdiri dari air, protein, lemak, karbohidrat, mineral, dan vitamin (Sarwono, 1995) dan protein telur termasuk sempurna karena mengandung semua jenis asam amino esensial dalam jumlah yang cukup besar (Haryanto, 1996). Selain itu, menurut Toelihere (1979) kuning telur mengandung lipoprotein dan lichtin yang mempertahankan dan melindungi integritas selubung lipoprotein dari sel spermatozoa dan mencegah cold shock. Menurut Hafez (1974) dalam penemuan Philip (1939), mengenai guna kuning telur ayam sebagai pengencer semen sangatlah berharga dan pada saat ini penggunaannya telah meluas di seluruh dunia. Tetapi di dalam kuning telur juga terdapat zat yang dapat merusak fertilitas spermatozoa sehingga bisa menjadi racun bagi spermatozoa dan juga zat-zat yang dapat mencegah kerusakan spermatozoa selama proses pendinginan (Situmorang, 1991). Konsentrasi gliserol pada pengencer berbeda-beda. Rizal et al. (2003) melaporkan konsentrasi gliserol 5% dalam pengencer tris kuning telur pada pembekuan semen domba Garut menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan konsentrasi gliserol 3% dan 7%. Hasil ini diperkuat oleh Herdis (2005) pada semen beku domba yang sama.

Komposisi telur ayam

Komposisi telur ayam	Satuan
Kalori (kal)	16,2
Protein (g)	12,8
Lemak (g)	11,5
Karbohidrat (g)	0,7
Kalsium (g)	54
Phospor (g)	180
Besi (mg)	2,7
Vitamin A (UI)	900
Vitamin B (mg)	0,100
Vitamin C (mg)	0
Air (g)	74,0
Bdd (%)	90

Sumber : Direktorat Gizi Depkes RI 1981dikutip oleh B. Sarwono 1995

Kuning telur mempunyai pengaruh cryoprotective pada sperma. Aktivitas cryoprotective kuning telur di perantarai oleh fraksi lipoprotein densitas rendah. Fraksi lipoprotein densitas rendah berfungsi sebagai agen lipid tambahan pada membran plasma sel sperma. Seperti glycerol, konsentrasi optimal kuning telur pada setiap spesies (Curry, 1995).

Khasiat kuning telur yaitu:

1.      Untuk mempertahankan dan melindungi integritas selubung lipoprotein sel spermatozoa (Toelihere,1985).

2.      Bersifat osmotik sebagai penyanggah sel permatozoa terhadap larutan hipotonik dan hipertonik (Jones & Martin 1973).

3.      Sebagai pelindung terhadap dingin dan mencegah terjadinya peningkatan kalsium ke dalam sel yang dapat merusak spermatozoa (Park & Graham 1992, White 1993).

Kuning telur dapat digunakan sebagai pengencer semen, sumber energi dan agen protektif. Komponen kuning telur yang bertanggung jawab sebagai agen krioprotektif ialah lesitin, fosfolipid, ekstrak lipid, fraksi lipoprotein dan lipoprotein spesifik (Vishwanath dan Shannon, 2000). Dosis kuning telur yang digunakan pada umumnya sangat bervariasi misalnya pengencer semen sapi 15% - 30% v/v (Vishwanath dan Shannon 2000), semen kambing 10 - 25% (Deka & Rao 1986, Tredjo et al. 1996), dan semen domba 1.5 - 3.0% (Salamon dan Maxwell 1995).

Bahan pengencer air kelapa

Penelitian yang dilakukan oleh Kubeski menemukan bahwa gula yang terdapat pada air kelapa muda terdiri dari glukosa, sukrosa, dan fruktosa dalam perbandingan 50%, 30%, dan 15%.

Komposisi air kelapa

Komposisi air kelapa	1	2	3	4
Air (g)	98,69	91,50	-	-
Protein (g)	0,05	0,40	2,01	-
Lemak (g)	0,01	1,50	-	-
Glukosa dan Fruktosa (g)	0,82	-	0,80	-
Sukrosa (g)	0,95	-	1,28	-
Total gula (g)	1,77	4,60	2,08	-
Abu (g)	0,46	0,50	0,62	-
Total solid (g)	1,31	8,50	4,71	-
Vitamin C (mg)	-	-	-	-
K2O dalam 1000 butir (g)	-	-	-	-
Vitamin B Com. (mcg)	-	-	-	-
Asam nicotinat (mcg)	-	-	-	-
Asam panthothenat	-	-	-	-
Biotin(mcg)	-	-	-	-
Riboflavin (mcg)	-	-	-	-
Asam folat (mcg)	-	-	-	-

Sumber : 1) Hasil penelitian Balai Penelitian Kimia Bogor komposisi untuk tiap 100 gram contoh

                2) Thorpe and Whiteley, 1993, komposisi untuk setiap 100 gram contoh

                3) Child and Nathanael, 1954, angka rata-rata dalam gram/100ml

4) Vanderbalt, 1945, komposisi vitamin B kompleks mikrogram/ml

Bahan pengencer gliserol

Salah satu komponen penting yang harus ditambahkan pada bahan pengencer semen beku adalah krioprotektan. Krioprotektan yang umum digunakan pada pembekuan semen adalah gliserol, yang merupakan krioprotektan intraseluler dengan berat molekul 92,l0 (Hafez, 2000). Gliserol akan melindungi sel spermatozoa pada saat pembekuan dari kristal es tajam yang akan merusak membran spermatozoa (Park dan Graham, 1992). Di samping fungsinya sebagai krioprotektan, gliserol juga bersifat toksik, sehingga beberapa peneliti menganjurkan untuk melakukan pemaparan gliserol sesaat sebelum pembekuan. Konsentrasi gliserol pada pengencer berbeda-beda. Rizal et al. (2003) melaporkan konsentrasi gliserol 5% dalam pengencer tris kuning telur pada pembekuan semen domba Garut menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan konsentrasi gliserol 3% dan 7%. Hasil ini diperkuat oleh Herdis (2005) pada semen beku domba yang sama. Penelitian Fiser dan Fairfull (1986), pada semen domba menggunakan konsentrasi gliserol 1 sampai dengan 16% menunjukkan hasil yang optimum adalah 4-6%. Konsentrasi gliserol 7% pada pcngencer tris dilaporkan oleh Feradis, (1999) pada domba St.Croix dengan motilitas pasca thawing yang memuaskan.

Krioprotektan digunakan dalam proses pembekuan semen hewan mamalia yaitu berupa gliserol. Penggunaan gliserol sebagai krioprotektan merupakan suatu teknik kriopreservasi yang telah ditemukan sejak tahun 1950 dan sampai sekarang masih digunakan untuk pembekuan sel. Di dunia kedokteran hewan, pembekuan semen banyak digunakan oleh berbagai negara termasuk Indonesia yang berperan utama untuk meningkatkan kapasitas produk ternak. Namun ada saja beberapa kendala yang membatasi penggunaan teknologi, yaitu perbedaan fisiologis dan biokimia spermatozoa pada setiap spesies dan adanya mekanisme transport sperma dalam saluran reproduksi betina (Holt, 2000).

Kemampuan gliserol untuk mengikat air cukup kuat karena adanya tiga gugus hidroksil yang dimilikinya. Gliserol dapat berdifusi ke dalam sel dan mampu mengubah kristal es menjadi membran sel sehingga tidak mudah rapuh (Supriatna dan Pasaribu, 1992). Mekanisme pergerakan gliserol dalam spermatozoa belum diketahui secara pasti, karena gliserol dapat menggantikan air menjadi elektrolit-elektrolit intraseluler dan dapat mengurangi konsentrasi spermatozoa yang rusak oleh kristal es yang terbentuk (Toelihere, 1985). Krioprotektan dapat mengikat membran plasma dan gugus fosfolipid yang berikatan dengan protein dan glikoprotein yang dapat menyebabkan partikel-partikel intramembran terkumpul (Park dan Graham, 1992). Gliserol dapat memberikan perlindungan terhadap sel spermatozoa yang merusak selama proses pembekuan semen, menyebabkan kejutan osmotik, dan menurunkan nilai antibiotik dalam pengenceran semen, serta menurunkan volume sel sperma sebanyak setengah dari volume larutan isotonik sesudah pencairan kembali. Kandungan gliserol di dalam pengencer semen tergantung pada metode pendinginan atau pembekuan, komposisi pengencer, dan cara penambahan dosis gliserol dalam pengencer semen bervariasi pada berbagai jenis ternak. Dosis optimum gliserol dalam pengencer semen sapi sebesar 7% (Viswanath dan Shannon, 2000), semen kerbau 6% (Kumar et al., 1992) dan semen kambing 6-8% (Sinha et al., 1992; Das dan Rajkonwar, 1994; Tambing et al., 2000).

KESIMPULAN

·         Keberhasilan IB itu sendiri sangatlah ditentukan oleh beberapa faktor seperti kesuburan betina, inseminator, ketepatan waktu inseminasi dan yang terpenting adalah kualitas semen yang digunakan.

·         Setelah penampungan, semen perlu diencerkan dengan bahan pengencer untuk diawetkan agar mempertahankan kualitas semen dalam penyimpanan. Prinsip pengenceran semen bertujuan untuk menambah volume dari setiap ejakulasi dan memberi zat-zat makanan yang dibutuhkan untuk mempertahankan daya tahan hidup dan fertilitas sperma.

·         Kuning telur ayam sebagai pengencer semen sangatlah berharga dan pada saat ini penggunaannya telah meluas di seluruh dunia. Tetapi di dalam kuning telur juga terdapat zat yang dapat merusak fertilitas spermatozoa sehingga bisa menjadi racun bagi spermatozoa dan juga zat-zat yang dapat mencegah kerusakan spermatozoa selama proses pendinginan.

·         Penelitian yang dilakukan oleh Kubeski menemukan bahwa gula yang terdapat pada air kelapa muda terdiri dari glukosa, sukrosa, dan fruktosa dalam perbandingan 50%, 30%, dan 15%.

·         Kandungan gliserol di dalam pengencer semen tergantung pada metode pendinginan atau pembekuan, komposisi pengencer, dan cara penambahan dosis gliserol dalam pengencer semen bervariasi pada berbagai jenis ternak. Dosis optimum gliserol dalam pengencer semen sapi sebesar 7%, semen kerbau 6% dan semen kambing 6-8%.

DAFTAR PUSTAKA

1.      Fitri, Zakiah HSB. 2009. Penggunaan Air Kelapa Sebagai Penyeimbang Fruktosa dalam Pengencer terhadap Kualitas Sperma Sapi Simmental. Skripsi. Universitas Sumatera Utara.

2.      Yusuf, Tuti Laswardi, dkk. 2006. Efektivitas Waktu Pemaparan Gliserol terhadap Motilitas Spermatozoa pada Pembekuan Semen Domba Lokal Menggunakan Pengencer Tris Kuning Telur. Makalah Ilmiah. Fakultas Kedokteran  Hewan, Institut Pertanian Bogor.

3.      Mumu, M. Ilyas. 2009. Viabilitas Semen Sapi Simmental yang Dibekukan Menggunakan Krioprotektan Gliserol. Makalah Ilmiah. Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian Universitas Tadulako. Sulawesi Tengah.

4.      Ridwan. 2009. Pengaruh Pengenceran Semen Terhadap Abnormalitas dan Daya Tahan Hidup Spermatozoa Kambing Lokal Pada Penyimpanan Suhu 5º C. Makalah Ilmiah. Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian Universitas Tadulako. Sulawesi Tengah.

5.      Solihati, Nurcholiudah, dkk. 2008. Pengaruh Jenis Pengencer terhadap Motilitas dan Daya Tahan Hidup Spermatozoa Semen Cair Sapi Simmental. Makalah Ilmiah. Fakultas Peternakan Universitas Padjajaran, Bandung.

6.      Sutama, I Ketut. 2009. Inovasi Teknologi Reproduksi Mendukung Pengembangan Kambing Perah Lokal. Jurnal Ilmiah. Pusat Penelitian dan Pengembangan Peternakan Pajajaran. Bogor.

7.       Yusur, T.L, dkk. 2005. Daya Tahan Semen Cair Kambing Peranakan Etawah Dalam Pengencer Kuning Telur Dengan Kemasan Dan Konsentrasi Spermatozoa Yang Berbeda. Fakultas Kedokteran Hewan lnstitut Pertanian Bogor. Bogor.

8.      Wardhani, Azza Citra. 2011. Uji Mutu Semen Beku Kambing Peranakan Etawa (PE) Dalam Tiga Macam Pengencer Semen Yang Berbeda Dengan Pemeriksaan Water Incubator. Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga Surabaya. Surabaya.