i
PENGARUH PEMBERIAN
PURIFIED DIET
DEFISIEN
KALSIUM YANG DISUPLEMENTASI DENGAN INULIN
TERHADAP NERACAKALSIUM TIKUS PUTIH
Spraguedawley
(
Rattus norvegicus
)
NURHAYU
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengaruh Pemberian
PurifiedDiet Defisien Kalsium yang Disuplementasi dengan Inulin tehadap NeracaKalsium Tikus PutihSpragueDawley (Rattus Norvegicus)adalah benar karya saya denganarahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Mei 2014
Nurhayu
ABSTRAK
NURHAYU. Pengaruh Pemberian Purified Diet Defisien Kalsium yang Disuplementasi dengan Inulin tehadap NeracaKalsium Tikus PutihSpraguedawley (Rattus Norvegicus). Dibimbing oleh DEWI APRI ASTUTI dan SRI SUHARTI.
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi neraca kalsium dan efek suplementasi inulin pada tikus putih (Sparague dawley) yang diberi purified diet defisien kalsium tanpa atau dengan inulin.Penelitian ini menggunakan 12 ekor tikus putih betina (Sprague dawley) berumur lebih dari 15 bulan yang dipelihara selama 2 bulan. Rancangan penelitian menggunakan RAL dengan 3 perlakuan dan 4 ulangan. 1) K =purified diet kontrol, 2) DK =purified diet defisien kalsium dan 3) I =Purified diet
defisien kalsium yang disuplementasi dengan 2.20% inulin. Setiap pagi sisa diet ditimbang. Dalam menghitung konsumsi bahan kering dan neraca kalsium, darah dan feses dikoleksi 5 hari sebelum akhir pemeliharaan. Kalsium plasma dianalisis dengan menggunakan kit O-C FAST®. Konsentrasi kalsium difeses, tulang femur, hati dan ginjal dianalisis dengan menggunakan metode pengabuan basah dan dibaca dengan menggunakan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer). Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsumsi bahan kering, pertambahan bobot badan harian, kalsium di tulang femur, ginjal dan hati tidak berbeda nyata diantara masing-masing perlakuan. Konsumsi kalsium, kalsium di feses dan kalsium plasma perlakuan kontrol secara signifikan lebih tinggi (P<0.01) dibandingkan perlakuan purified diet defisien kalsium. Suplementasi 2.20% inulin pada purified dietdefisien kalsium dapat meningkatkan penyerapan kalsium dan retensi kalsium di tulang femur sekitar 11.35%.
Kata kunci:inulin, neraca kalsium dan tikus putih(Rattus norvegicus)
ABSTRACT
NURHAYU. The Effect of Purified DietDeficiency Calcium Supplemented with Inulin on Calcium Balance in White Rats Sprague dawley (Rattus norvegicus). Supervised by DEWI APRI ASTUTI and SRI SUHARTI.
This study was aimed to evaluate calcium balance and effect of inulin suplementation on white rats (Sparague dawley) fed purified dietdeficiency calcium with or without inulin. This study used 12 female white rats (Sprague dawley) aged more than 15 months were maintained over 2 months. The study using Completely Randomized design with 3 treatments and 4 replications.1) control purified diet, 2)calcium deficiencypurified diet, and 3) calcium deficiencypurified dietsuplemented with inulin. Treatment was conducted for 2 months, and every morning feeds residual were weighed. To evaluate dry matter digestibility and calcium balance, blood and feces was sampled for five days prior to the end of the experiment. Plasma calcium was analyzed using O-C FAST®kit. Calcium concentrations in feces, femur bone, liver and kidney were analyzed using wet ashing method and read using AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer). The results showed that dry matter intake, daily body weight gain, calcium of femur bone, kidney and liver were not significantly different among the treatments. Calcium intake, calcium in the feces and calcium in the plasma of control treatment significantly higher (P<0.01)than in calcium deficiencypurified diet. Supplementation 2.20% of inulinoncalciumdeficiencypurified dietable toincrease the calciumabsorbtionandthere is anincreasingofcalcium retention in bone about 11.35%.
iii
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Peternakan
pada
Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan
PENGARUH PEMBERIAN
PURIFIED DIET
DEFISIEN
KALSIUM YANG DISUPLEMENTASI DENGAN INULIN
TERHADAP NERACAKALSIUM TIKUS PUTIH
Spraguedawley
(
Rattus norvegicus
)
NURHAYU
DEPARTEMEN ILMU NUTRISI DAN TEKNOLOGI PAKAN FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
v
Judul Skripsi: Pengaruh Pemberian Purified Diet Defisien Kalsium yang Disuplementasidengan Inulin Terhadap NeracaKalsium Tikus PutihSpraguedawley (Rattus Norvegicus)
Nama : Nurhayu
NIM :D24090002
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Dewi Apri Astuti, MS Pembimbing I
DrSri Suharti, Spt.MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof. Dr Ir Panca Dewi MHKS, MSi Ketua Departemen
vii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala kesempatan, nikmat, dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni hingga Desember 2013 ini adalahsuplementasi inulin pada purified diet, dengan judul Pengaruh Pemberian Purified DietDefisien Kalsium yang Disuplementasi dengan Inulin terhadap NeracaKalsium Tikus PutihSpraguedawley (Rattus Norvegicus)
Inulin dipilih sebagai senyawa aktif untuk meningkatkan penyerapan kalsium dalam penelitian ini karena hasil fermentasinya menyebabkan kondisi lingkungan saluran cerna menjadi asam yang menyebabkan konsentrasi kelarutan kalsium dalam tubuh meningkat sehingga terjadi peningkatan penyerapan kalsium. Selain itu inulin mudah diperoleh dari berbagai jenis tanaman famili Kompositae
dan Graninaemisalnyabawang merah, bawang daun, bawang putih, asparagus, pisang, gandum dan barley serta dapat diekstraksi dari umbi dahlia. Tikus putih digunakan sebagai ternak penelitian ini karena mudah dipelihara, masa hidupnya singkat dan lebih ekonomis dibandingkan dengan ternak lain seperti ayam, sapi dan lain-lain. Osteoporosis merupakan salah satu penyakit yang diakibatkan karena kekurangan kalsium. Penggunaan inulin sebagai senyawa aktif yang mampu meningkatkan penyerapan kalsium digunakan untuk mencegah penyakit osteoporosis. Ternak usia tua rentan akan penyakit ini oleh karena itu digunakan inulin untuk mencegahnya.
Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dalam dunia peternakan dan pendidikan serta dapat dijadikan sebagai acuan literatur. Amin.
Bogor, Mei2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR ix
DAFTAR LAMPIRAN ix
PENDAHULUAN 1
METODE PENELITIAN 2
Bahan 2
Alat 3
Lokasi dan Waktu 3
Prosedur Percobaan 3
Rancangan dan Analisis Data 5
Peubah yang diamati 6
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
Konsumsi Bahan Kering Diet 7
Konsumsi Kalsium 7
Kalsium di Feses 8
Absorbsi Kalsium 8
Kalsium Plasma 9
Pertambahan Bobot Badan harian 11
Kalsium di tulang femur 11
Kalsium Hati 12
Kalsium Ginjal 12
SIMPULAN DAN SARAN 12
Simpulan 12
Saran 13
DAFTAR PUSTAKA 13
LAMPIRAN 15
RIWAYAT HIDUP 17
ix
DAFTAR TABEL
1Komposisi purified diet tikus 2
2Formulasi mineral mix 2
3 Hasil analisis proksimat purified diet penelitian (%BK) 3 4Neraca kasium tikus putih yang diberi pure diet dengan kebutuhan
kalsium standar dan defisien, dengan dan tanpa inulin 7 5 Rataan pertambahan bobot badan harian, kalsium tulang, kalsium hati
dan kalsiumginjal tikus 11
DAFTAR GAMBAR
1 Inulin tipe fruktan dan mekanisme peningkatan penyerapan kalsium 9
2 Fungsi homeoestasis kalsium di dalam tubuh 10
DAFTAR LAMPIRAN
1 ANOVA konsumsi bahan kering diet 15
2 ANOVA konsumsi kalsium 15
3ANOVAkalsium di feses 15
4 ANOVA persentase absorpsi kalsium 15
5 ANOVA kalsium plasma 15
6 ANOVApertambahan bobot badan harian 15
7 ANOVA kalsium tulang femur 15
8 ANOVA kalsium hati 16
1
PENDAHULUAN
Tikus putih (Rattus novergicus) termasuk hewan menyusui (kelas mamalia) yang mempunyai peranan penting dalam kehidupan manusia karena penggunaannya sebagai hewan model di laboratorium (Smith dan Mangkoewidjojo 1988). Hewan model adalah objek hewan yang berperan sebagai imitasi (peniruan) manusia yang digunakan untuk menyelidiki fenomena biologis atau patobiologis (Hau dan Hoosier 2003). Salah satu cara untuk membuat hewan model defisien kalsium yaitu dengan mengatur kadar kalsium pada ransumnya. Hewan model yang defisiensi kalsium merupakan hewan model yang kekurangan kalsium dalam tubuhnya atau secara fisiologis mengalami penurunan sebanyak 10% dibawah normalnya kadar kalsium plasma(Sukandar et al. 2008).Kadar kalsium plasma normal berkisar antara 9.2-10.4 mgdl-1 (Sukandar et al. 2008). Defisiensi kalsium akan menyebabkan ketidaknormalan pada tulang seperti riketsia dan osteoporosis (Gropper et al. 2005).
Inulin merupakan suatu polisakarida yang terdapat pada berbagai tanaman yang termasuk familiKompositae dan Graninae.Inulin pertama kali diisolasi dari tanaman Inula helenium. Senyawa ini juga ditemukan dalam umbi tanaman chicory, dandelion dan artichoke (Roberfroid 2005). Inulin juga dapat diperoleh dari bawang merah, bawang daun, bawang putih, asparagus, pisang, gandum dan barley (Tungland 2002) serta dapat diekstraksi dari umbi dahlia (Zaharanti 2005). Menurut Kaur dan Gupta(2002) salah satu fungsi inulin adalah mengurangi resiko osteoporosis dengan carameningkatkan absorpsi kalsium di darah. Menurut penelitian Coudrayet al. (2006) penggunaan inulin pada hewan model tikus putih adalah 3.75% dengan menggunakan semi purified dietuntuk melihat efektifitas penyerapannya terhadap mineral Zn dan Cu. Dalam penelitian ini, dosis inulin diturunkan menjadi 2.20% dengan menggunakan
purified dietuntuk melihat efektifitasnya terhadap penyerapan mineral Ca.
Pakan atau ransum dikategorikan normal jika pakan itu telah memenuhi kebutuhan nutrisi bagi hewan atau ternak yang mengkonsumsi. Kebutuhan kalsium pada tubuh hewan tikus normal sebesar 0.5% (NRC 1995). Pada kondisi ransum tikus kekurangankalsium, maka perlu dilakukan suplementasi dengan senyawa yang dapat meningkatkan penyerapan kalsium. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa inulin dapat meningkatkan serapan dan deposisi kalsium pada tulang hewan model tikus putih (Rattus novergicus) (Roberfroid 2005). Lebih lanjut inulin juga dapat menurunkan pH usus karena produksi SCFA (Short Chain Fatty Acid) meningkat terutama propionat dan asetat pada tingkat yang lebih rendah serta butirat dan asam laktat pada tingkat yang lebih tinggi, sehingga kalsium diserap dalam lumen usus.
2
METODE
Bahan Purified Diet
Purified diet yang digunakan terdiri ataskasein, glukosa, pati beras, minyak jagung, dl-methionin, CMC, vitamin mix, mineral mix, mineral mix tanpa kalsium dan inulin.Perlakuan diet adalah sebagai berikut; kontrol (K) mengandung 0.60%kalsium, diet defisien kalsium (DK) mengandung 0.40%kalsium dandiet defisien kalsium yang disuplementasi inulin (I) mengandung 0.40%kalsium dan 2.20% inulin. Penggunaan 2.20% inulin adalah berdasarkan penelitian Coudray 2006 bahwa dosis penggunaan inulin adalah 3.75% untuk menganalisis penyerapan Zn dan Cu sedangkan dalam penelitian ini dosisnya diturunkan menjadi 2.20% untuk analisis penyerapan mineral Ca.
Tabel 1. Komposisi purified diet tikus
Bahan Pakan K (%) DK (%) I (%)
CMC (Carboxymethylcellulose) 3.00 3.00 3.00 Mneral (tanpa kalsium)* 0.00 0.50 0.50
Mineral Mix Kontrol Mineral Mix Defisien Kalsium
Senyawa g Senyawa g
3
Tabel 3. Hasil analisis proksimat purified dietpenelitian (%BK) Analisis Nutrien K (%) DK (%) I (%)
Bahan kering 76.89 77.31 79.30
Protein Kasar 17.78 17.90 17.01
Serat Kasar 0.44 0.49 0.49
Lemak Kasar 3.11 3.07 2.78
Kalsium 0.60 0.40 0.40
Hasil analisa laboratorium Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Cibinong (2013).
K= purified diet kontrol; DK= purified diet defisien kalsium; I= purified diet defisien kalsium yang mengandung inulin.
Hewan Percobaan
Penelitian ini menggunakan tikus putih (Rattus novergicus) betinagalurSparague dawley berumur lebih dari 15 bulan dan berjumlah 12 ekor dengan rata-rata bobot badan awal 250.67 g yang secara random dibagi kedalam 3 perlakuanpurified diet yang berbeda. Tikus yang digunakan sebagian besar sudah dalam keadaan defisien kalsium akibat perlakuan sebelumnya dan kemudian dibagi kedalam 3 perlakuan ini secara random.
Alat
Peralatan perkandangan yang digunakan adalah kandang individu yang terbuat dari kotak plastik dan diberi alas sekam, tempat minum dan pakan. Timbangan kapasitas 5000 g, mixer danblender.Analisis kadar kalsium serum menggunakan reagen
kit kalsium O-C FAST® dan spektrofotometer UV-Vis, sedangkan analisis kadar kalsium pada pakan, tulang dan feses menggunakan atomic absorption Spectrophotometer (AAS) Shimadzu AA-6300.
Lokasi dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di kandang pemeliharaan tikus, Laboratorium Nutrisi Ternak Daging dan Kerja, Laboratorium Nutrisi Ternak Perah Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan Fakultas Peternakan IPB dan Laboratorium Mikrobiologi Terapan Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI Cibinong pada bulan Juni – Desember tahun 2013.
Prosedur Percobaan Pemeliharaan
4
fesesdan darah dilakukan pada 5 hari sebelum akhir penelitian. Sampel tulang, hati dan ginjal diperoleh setelah hewan dimatikan.
Perlakuan
Perlakuan pada penelitian ini yaitu:
1. K : purified diet kontrol dengan kandungan kalsium 0.60%
2. DK : purified diet defisien kalsium dengan kandungan kalsium 0.40% 3. I : purified diet defisien kalsium (DK) yang mengandungi inulin 2.20% Koleksi Sampel
a. Diet
Konsumsi dihitung setiap hari dengan cara menimbang diet yang diberikan dikurangi sisa diet (g e-1h-1).
b. Feses
Total koleksi feses dilakukan pagi hari sebelum waktu pemberian diet selama 5 hari di akhir pemeliharaan.
c. Pengambilan Darah
Pengambilan darah dilakukan pada akhir pemeliharaan dengan menggunakan metode cardiac punctureatau pengambilan darah langsung di bagian jantung.Darah diambil kurang lebih 1 ml dan dimasukkan ketabung berheparin sebagai antikoagulan untuk selanjutnya disentrifuge untuk didapatkan sampel plasma.
d. Tulang, Hati dan Ginjal
Tulang femur dikoleksi setelah hewan dianastesi dan dimatikan dilanjutkan dengan preparasi organ hati dan ginjal.
Analisis Sampel a. Purified Diet
Tiga jenis purified diet perlakuan dianalisis proksimat meliputi bahan kering, protein kasar, lemak kasar, serat kasar dan kalsium mengikuti prosedur standar (AOAC 1995).
b. Feses
Pada preparat pengabuan basah, sampel feses dikeringkan di oven 60ºC lalu ditimbang dan dihaluskan menggunakan mortar. Sebanyak 1 g sampel lalu dimasukkan kecawan porselin dan dikeringkan dengan oven 105ºC selama ± 24 jam. Sampel didinginkan dalam eksikatorselama ± 15 menit lalu ditimbang berikut cawan untukselanjutnya dilakukan pengabuan basah untuk analisis kadar kalsium.
c. Tulang
5
d. Hati dan Ginjal
Organ segar dipotong-potong untuk langsung dilakukan metode pengabuan basah atau wet ashing.
Pengabuan Basah
Sampel purified diet, feses, tulang, hati dan ginjal, ditimbang sebanyak masing-masing 1 g, kemudian ditambahkan 5 ml HNO3 (p)dan didiamkan selama 1 jam pada
suhu ruang di ruang asam. Sampel dipanaskan diatas hot plate dengan temperatur rendah selama 4-6 jam (dalam ruang asam), kemudian didiamkan semalam (sampel ditutup). Sampel tersebut ditambahkan 0.4 ml H2SO4 (p), lalu dipanaskan diatas hot plate
sampai larutan berkurang dan lebih pekat (biasanya ± 1 jam), lalu ditambahkan 2-3 tetes larutan campuran HClO4 : HNO3 (2:1). Sampel masih tetap diatas hot plate dan
pemanasan terus dilanjutkan sampai terjadi perubahan warna dari coklat menjadi kuning tua kemudian menjadi kuning muda (± 1 jam). Setelah ada perubahan warna, pemanasan masih dilanjutkan selama 10-15 menit, kemudian sampel dipindahkan untukdidinginkan dan ditambahkan 2 ml aquades dan 0.6 ml HCl(p).Sampel dipanaskan
kembali agar larut(±15 menit) lalu dimasukkan dalam labu takar 100 ml. Endapan yang terbentuk disaring dengan kertas saring kemudian dibaca menggunakan AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) untuk diketahui konsentrasi kalsiumnya (Taussky dan Shorr 1953).
Analisis Kalsium Plasma
Sampel plasma darah dianalisis menggunakan kit O-C FAST®, blanko dan standard sebanyak 10µl dimasukkan ke tabung reaksi, ditambahakan 1000 µl pelarut 1-calcium, lalu divortex selama 10 detik dan diinkubasi selama 5 menit, lalu ditambahkan 250 µl pelarut kedua yang mengandung ethanolamine dan C-Corrosive kemudiandivortex kembali selama 10 detik lalu diinkubasi selama 10 menit. Sampel dibaca absorbansinya menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 570-580 nm.
RancanganPercobaan dan Analisis Data
Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap dengan 3 perlakuan jenis diet dan 4 ulangan. Model matematika dari rancangan percobaan mengikuti model matematika Steel dan Torrie (1993) sebagai berikut :
Yij = μ + τi + εij Keterangan:
Yij = Perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
μ = Rataan umum
τi = Pengaruh perlakuan ke-i
εij = Eror (galat) perlakuan ke-i ulangan ke-j Analisis Data
6
Peubah yang Diamati
Peubah yang diamati adalah konsumsi bahankering, konsumsi kalsium, kadar kalsium feses, absorbsi kalsium, kadar kalsium plasma, kalsium di tulang, kalsiumdihati,kalsiumdiginjal dan Pertambahan Bobot Badan Harian (PBBH).
Konsumsi Bahan Kering (BK), dihitung dengan menggunakan rumus:
Konsumsi Kalsium, dihitung dengan menggunakan rumus:
Kadar kalsiumfeses,Preparasi sampel dan analisis menggunakan metode pengabuan basah (Taussky dan Shorr 1953)kemudian sampel dibacamenggunakan AAS untuk diketahui konsentrasikalsiumnya. Kadar kalsium di feses dihitung dengan menggunakan rumus:
Kalsium feses (g e-1h-1) = kadar kalsium feses (%) x jumlah feses (g BK)
Kadar kalsium diet, tulang femur, hati dan ginjal,Preparasi sampel dan analisis menggunakan metode pengabuan basah (Taussky dan Shorr 1953)kemudian sampel dibacamenggunakan AAS untuk diketahui konsentrasikalsiumnya.
Absorbsi Kalsium, dihitung dengan menggunakan rumus:
Absorpsi kalsium (%) = (∑ konsumsi kalsium −∑kalsium feses yang diekskresikan )
∑ konsumsi kalsium � 100%
Kalsium Plasma, dihitung dengan menggunakan rumus:
Kalsium plasma (mg dl-1) = Absorbansi sampel
Absorbansi standar ��onsentrasi standar
Pertambahan Bobot Badan Harian, dihitung dengan menggunakan rumus:
PBBH (g e-1h-1) = Bobot badan akhir−Bobot badan awal Lama pemeliharaan
Konsumsi BK (ge-1h-1) = (Ransum yang diberikan - Sisa ransum ) X [BK] ransum
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Konsumsi bahan kering tikus putih yang diberi purified dietdengan kebutuhan kalsium standar dan defisien, dengan dan tanpa inulin tidak berbeda nyata(Tabel 4). Tabel 4. Neraca kasium tikus putih yang diberi purified dietdengan kebutuhan kalsium
standar dan defisien, dengan dan tanpa inulin
Peubah Perlakuan
K DK I
Konsumsi As fed (g e-1h-1) 10.821 ± 0.432 10.446 ± 2.055 12.538 ± 1.458 Konsumsi bahan kering (g e-1h-1) 8.320 ± 0.330 8.080 ± 1.590 9.940 ± 1.160 Konsumsi kalsium (g e-1h-1) 0.050 ± 0.001a 0.030 ± 0.006c 0.040 ± 0.005b Kalsium di feses (g e-1h-1) 0.009 ± 0.004A 0.002 ± 0.001B 0.003 ± 0.002B Absorpsi kalsium (g e-1h-1) 0.041 ± 0.005a 0.029 ± 0.007b 0.037 ± 0.006ab Absorpsi kalsium (%) 82.700 ± 7.330b 92.240 ± 4.580a 92.550 ± 4.790a Kalsium plasma (mg dl-1) 12.100 ± 0.90A 9.100 ± 0.600B 8.300 ± 0.800B K= Purified diet kontrol; DK= Purified diet defisien kalsium; I= Purified diet defisien kalsium yang mengandung inulin. Superskrip yang berbeda (huruf besar) pada baris yang sama menyatakan berbeda sangat nyata (P<0.01) dan huruf kecil menunjukkan beda nyata (P<0.05)
Konsumsi Bahan Kering Diet
Konsumsi bahan kering pada masing-masing perlakuan menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata(Tabel 4). Konsumsi bahan kering diet perlakuan kontrol serta defisien kalsium tanpa dan dengan suplementasi inulin ± 3.4%-3.5% dari bobot badan. Ketidakseimbangan nutrien pakan akan mempengaruhi konsumsi (Preston dan Leng, 1984; Wilson dan Kennedy 1996).Menurut NRC Laboratory Animals (1995) konsumsi harian tikus adalah 15 ge-1h-1 untuk tikus tua atau afkir. Konsumsi rata-rata semua perlakuan adalah 10.446 -12.538 ge-1h-1as fed atau 8.080 - 9.940ge-1h-1 BK, angka ini menunjukan data yang lebih rendah dibandingkan dengan standar NRC.Hal ini terjadi karena pemberian diet dalam bentuk pasta (kadar air tinggi) sehingga menyebabkan rendahnya konsumsi bahan kering.Suhu kandang juga mempengaruhi konsumsi, rataan suhu kandang saat penelitian yaitu adalah 28.5ºC lebih tinggi dari suhu nyaman sehingga mengakibatkan konsumsi menurun. Menurut Romanovsky etal. (2002) suhu ideal kandang yaitu 20-26ºC.
Konsumsi Kalsium
8
Konsumsi diet mempengaruhi konsumsi kalsium tikus (Swick 2001), hal ini sejalan dengan hasil yang didapatkan dalam penelitian ini bahwa konsumsi diet pada perlakuan diet defisien kalsium yang disuplementasi dengan inulin lebih tinggi sehinggamemberikan peluang kalsium yang terkonsumsi semakin banyak.
Kalsium di Feses
Kalsium difeses perlakuan kontrol sangat nyata lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan defisien kalsium baik dengan atau tanpa penambahan inulin (P<0.01), sementara itu diet defisien kalsium tidak berbeda nyata dengan yang disuplementasi inulin 2.20% (Tabel 4).Terjadi penyerapan kalsium yang cukup baik pada perlakuanpurified diet defisien kalsium baik yang disuplementasi dengan inulin maupun tidak. Menurut Aulyani (2013) kalsium feses pada tikus normal sebesar 0.3157 ge-1h-1. Kalsium feses yang didapatkan berdasarkan hasil penelitian jauh lebih kecil (10-1 kali) dibandingkan dengan penelitian lain.Hal ini diduga dipengaruhi oleh konsumsi kalsium yang juga lebih rendah. Konsumsi dietyang mempengaruhi konsumsi kalsium,berdampak pada jumlah kalsium yang terbuang melalui feses. Menurut Piliang dan Djojosoebagjo (2006) salah satu faktor yang mempengaruhi penyerapan kalsium adalah kandungan fosfor dan magnesium dalam ransum serta makanan (Gueguen dan Pointillart 2000). Rasio konsumsi kalsium fosfor yang dianjurkan agar dapat dimanfatkan secara optimal adalah 1:1 (Almatsier 2004).Rasio kalsium dan pospor pada dietpenelitian ini adalah 2:1.
Absorpsi Kalsium
9
Inulin tidak dapat dihidrolisis oleh enzim pencernaan, inulin masuk melalui mulut menuju lambung dan usus halus tanpa mengalami perubahan yang berarti dan tanpa dimetabolisme (Kaur dan Gupta 2002). Menurut Roberfroid (2005) mekanisme inulin dalam meningkatkan penyerapan kalsium yaitu melalui fungsi inulin sebagai prebiotik yang merupakan makanan bagi bakteri bifidobacteria dan lactobacili yang dapat memproduksi SCFAs (Short Chain Fatty Acidi) yang meliputi propionat, butirat dan asetat serta asam organik lain seperti laktat. Asam laktat dapat membuat pH usus menjadi asam, kondisi pH yang asam ini dapat membuat ion kalsium menjadi lebih mudah larut sehingga mampu meningkatkan penyerapan kalsium. Butirat merupakan substrat untuk pertumbuhan sel epitel kolon dan poliferasi yang menyebabkan pembesaran daerah serap usus sehingga absorpsi kalsium meningkat, disamping itu peningkatan produksi butirat mampu merangsang vitamin D untuk meningkatkan calbindin. Peningkatan kalbindin berkolerasi positif terhadap penigkatan serapan kalsium. Mekanisme ini disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Inulin tipe fruktan dan mekanisme peningkatan penyerapan kalsium (Roberfroid 2005)
Kalsium Plasma
10
yang dalam keadaan tubuh defisien kalsium, merangsang kelenjar paratiroid untuk terus memproduksi hormonnya. Menurut Mihai dan Farndon (2000) untuk mempertahankan konsentrasi kalsium darah dalam kisaran normal, sistem homeostasis hormon paratiroid bekerja pada ginjal untuk meningkatkan reabsorpsi kalsium dan menurunkan absorpsi fosfat yang ditandai oleh turunnya ekskresi kalsium.
Pada fungsi homeostasis kalsium dalam tubuh, kalsium masuk dan diserap di dalam usus secara aktif dan pasif. Pada penyerapan aktif ada peranan Vitamin D dalam hormon kalsitriol untuk membantu penyerapan. Vitamin D merangsang absorpsi kalsium melalui langkah-langkah kompleks. Vitamin D meningkatkan absorpsi pada mukosa usus dengan cara merangsang produksi-protein pengikat kalsium. Absorpsi kalsium paling baik terjadi dalam keadaan asam. Asam klorida yang dikeluarkan lambung membantu absorpsi kalsium dengan cara menurunkn pH di bagian atas duodenum. Asam amino tertentu meningkatkan pH saluran cerna, dengan demikian membantu absorpsi (Almatsier 2004). Kalsium yang diserap akan dibawa kedalam darah. Dalam plasma darah kadar kalsium akan selalu konstan. Apabila kadar kalsium plasma tinggi, maka kelebihannya akan dideposisi kedalam tulang dan ginjal dengan bantuan hormon kalsitonin, sedangkan apabila kadar kalsium plasma menurun, akan mereabsorpsi kalsium yang terdapat pada tulang dan ginjal dengan bantuan hormon paratiroid dan kalsitriol(Mihai dan Farndon 2000).Hal ini terjadi pada penelitian perlakuan purified diet defisien kalsium dengan dan tanpa suplementasi inulin yang menunjukan tingginya persentase penyerapan kalsium di tulang (Tabel 5).Proses metabolisme tersebut secara rinci dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Fungsi homeoestasis kalsium di dalam tubuh (Roberfroid 2005)
11
Tabel 5. Rataan pertambahan bobot badan harian, konsentrasi kalsium tulang, kalsium hati dan kalsium ginjal tikus
Peubah Perlakuan
K DK I
PBBH (g e-1h-1) 0.33 ± 0.43 0.170 ± 0.30 0.46 ± 0.34 Kalsium ditulang femur (%) 14.10 ± 1.30 14.30 ± 0.60 15.70± 1.60 Kalsium hati (ppm) 2.00 ± 0.50 2.60 ± 0.90 2.60 ± 1.80 Kalsium ginjal (ppm) 5.20 ± 3.40 6.10 ± 4.60 4.50 ± 2.30
K=Purifieddiet kontrol; DK= Purifieddiet defisien kalsium; I= Purifieddiet defisien kalsium yang mengandung inulin
Pertambahan Bobot Badan Harian
Pertambahan bobot badan harian tikus pada perlakuan yang diberi purified diet
dengan kebutuhan kalsium standar dan defisien, dengan dan tanpa suplementasi inulin menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata. Pada penelitian ini terlihat bahwa standar deviasi pada masing-masing pertambahan bobot badan harian perlakuan sangatlah besar, hal ini mengindikasikan bahwa ada keragaman yang cukup besar. Keragaman ini dapat diakibatkan oleh gerakan tikus yang sangat aktif pada saat penimbangan sehingga mempengaruhi bobot badan tikus. Bobot badan tikus yang beragam mengakibatkan standar deviasi cukup besar. Menurut Sudatri (2011) PBBH tikus pertumbuhan galur
Sprague dawleyusia 1 tahun yaitu (0.83ge-1h-1)Semakin bertambahnya usia tikus maka PBBH akan semakin rendah. Pertambahan bobot badan tikus usia tua tidak setinggi tikus usia muda. Bobot badan mencerminkan pertumbuhan dan ekspresi hasil metabolisme yang ditimbun dalam bentuk pertumbuhan massa protein, lemak dan tulang.
Kalsium Tulang Femur
12
ekspresi calbindin di usus berkolerasi positif dengan meningkatnya penyerapan kalsium (Roberfroid 2005).
Kalsium Hati
Kalsium di hati pada perlakuan yang diberi purified diet dengan kebutuhan kalsium standar dan defisien, dengan dan tanpa suplementasi inulin menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata (P>0.05).Menurut Parket al. (2007) kadar kalsium di hati tikus adalah 9.6 ppm.Angka ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan hasil penelitian ini. Hal ini disebabkan karena konsumsi kalsium jauh lebih rendah dibandingkan penelitian lain dan hati hanya berperan sebagai tempat untuk aktivasi vitamin D sehingga menghasilkan hormon yang berperan dalam metabolisme kalsium yaitu kalsitriol. Menurut Holliday et al. (2000) fungsi hati dalam metabolisme kalsium adalah mengubah Vitamin D menjadi 25 hidroksikalsiferol,selanjutnya 25 hidrokolekalsiferol akan diubah lagi menjadi bentuk aktif dari vitamin D yaitu 1.25 hidrokolekalsiferol.
Kalsium Ginjal
Kalsium di ginjal pada perlakuan yang diberi purified diet dengan kebutuhan kalsium standar dan defisien, dengan dan tanpa suplementasi inulin menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata (P>0.05).Menurut Park et al. (2007) kadar kalsium diginjal sebesar 38.7 ppm. Seperti halnya kalsium di hati, jumlah kalsium di ginjal juga jauh lebih rendah karena konsumsi kalsium yang rendah dan bobot organ terkait juga rendah (Baron 1995). Ginjal merupakan alat tubuh yang mempunyai kemampuan menyaring dan menyerap kembali beberapa metabolit termasuk kalsium dari sirkulasi darah dalam tubuh (Ressang 1984) dan juga merupakan tempat untuk merubah 25hidrokolekalsiferol menjadi bentuk aktif dari vitamin D yaitu 1.25 hidrokolekalsiferol (hormon yang berfungsi untuk meningkatkan absorbsi kalsium oleh usus) yang secara spesifik terjadi di tubulus proksimal ginjal (Holliday et al. 2000). Pada fungsi ginjal yang normal jumlah kalsium yang diekskresikan ke dalam urin meningkat karena kadar kalsium serum meningkat.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
13
Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terhadap tikus putih Rattus norvegicus
dengan diet yang sama dan dosis inulin yang lebih tinggi, serta perlu diaplikasikan penelitian lanjutanpada hewan model lain seperti unggas petelur dan kambing atau sapi perah dengan ransum yang disuplementasi inulin.
DAFTAR PUSTAKA
[NRC] National Research Council. 1995. Nutrient Requirements of Laboratory Animals.
Washington. National Academy Pr.
[AOAC] Association of Official Analitycal Chemists. 1995. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analitycal Chemists. AOAC. Washington DC (US). USA.
Almatsier S. 2004. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta(ID): PT Gramedia PustakaUmum. Aulyani TL. 2013.Pemberian kalsium nano Ca3(PO4)2terhadap efektivitas penyerapan
kalsium tulang hewan model tikus putih Rattus novergicus. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Baron DN. 1995. KapitaSelektaPatologiKlinik. 4th Ed. Jakarta (ID): EGC Pr.
Bogden JD, Sheldon BG, Sylvia C, Francis WK, Zhengang Y, Suzanne RK,Ching Chu.
1992.Dietary calcium modifies concentrations of lead and other metals and renal calbindin in rats. J Nutr 122(1):1351-1360.
British Nutrition Foundation. 1989. Calcium. London (BG): British Nutrition Foundation Pr.
Coudray C, Christine FC, Elyett G, Andrzej M, Yves R. 2006. Dietary inulin intake and age can affect intestinal absorption of zinc and copper in rats. J Nutr. 136:117-122.
Dellman HD, Eurell JA. 1998. Text Book of Veterinary Histology. 7th Ed.Lippincott Williams & Wilkins. Philadelphia (US): hlm 47-61.
Gropper SS, Smith JL, Groff JL. 2005. Advanced Nutrition and Human Metabolism. 4th Ed. USA (US): Wadsworth.
Gueguen L, Pointillart A. 2000. The bioavailabillity of dietary calcium. J Am CollNutr.19(2):119-136
Guyton AC, Hall JE. 2006. Textbook of Medical Physiology. 11th Ed. Philadelphia(US): Elsevier Saunders.
Hau J, Hoosier Jr GL. 2003. Handbook of Laboratory Animal Science. 2nd Ed. Boca Raton (US): CRC Pr.
Holliday LS, Gluck SL, Slatopolsky E,Brown AJ. 2000. 1,25-Dihydroxy-19-nor-vitamin D2, a 1,25-Dihydroxy-19-nor-vitamin D analog with reduced bone resorbing activity in vitro.J Am Soc Nephrol. 11: 1857-1864.
Kaur N, Gupta AK. 2002. Aplications of inulin and oligofructosa in health and nutrition.
J Biosci. 7(2):703-714.
14
Mayer GP, Hurst JG. 1978. Sigmoidal relationship between parathyroid hormone excretion rate and plasma calcium, consentration in calves. J Endoc. 102(4):1036-1042.
Mihai R, Farndon JR. 2000. Parathyroid disease and calcium metabolism. Br J Anaesth.
85:29-43.
Park HS, Jeon BJ, Ahn J, Kwak HS. 2007. Effects of nanocalcium supplemented milk on bone calcium metabolism in ovariectomized rats. Asian-AustJ Anim Sci.20(8):1266-1271.
Piliang WG, Djojosoebagio S. 2006. Fisiologi Nutrisi.Volume II. Bogor (ID): IPB Pr. Preston TR, Leng RA. 1984. Supplementation ofDiet Based Fibrous Residues and by
products. Di dalam: F Sundstoland E Owen, editor.Straw andOther Fibrous by-Products as Feed.Amsterdam (NL): Elsevier Pr. hlm 373-409.
Ressang AA. 1984. Patologi Khusus Veteriner. 2nd Ed. Bali (ID): Bali Pr.
Ringler DH, Dabich L. 1979. Hematology and Clinical Biochemistry. Di dalam: Baker JH, Lindsey JR, Weisbroth SH, editor. The Laboratory Rat. Volume I Biology and
Diseases. New york (US) and London (BG): Academic Pr.
Ressang AA. 1984. Patologi Khusus Veteriner. 2ndEd. Bali (ID): Bali Pr.
Roberfroid MB. 2005. Inulin-type furctants; Functional Food Ingredients. Boca Raton (US): CRC Pr.
Romanovsky AA, Ivanov AI, Shimansky YP. 2002. Ambient temperature for experiments in rats: a new method for determining the zone of thermal neutrality.
J Appl. Physiol. 92:2667-2679.
Smith JW, Mangkoewidjojo S. 1988. Pemeliharaan, Pembiakan dan Penggunaan Hewan Percobaan di Daerah Tropis. Jakarta (ID): UI Pr.
Steel RGD, Torrie JH.1993. Prinsip dan Prosedur Statistika Suatu Pendekatan Geometrik. Terjemahan:Bambang Sumantri. Jakarta (ID): PT Garmedia Pustaka. Sudatri NW. 2011. Pengaruh suplementasi somatotropin terhadapperubahan bobot badan tikus betina usia enam bulan dan satu tahun.Diacu tanggal 22 April 2014. Tersedia dari http://scholar.google.co.id/scholar?q=pertambahan +bobot+badan +tikus+ tua&btnG=&hl=id&as_sdt=0%2C5.pdf.
SukandarEY, Andrajati R, Sigit JI, Adnyana IK, Setiadi AAP, Kusnandar. 2008.
Isofarmakoterapi.Jakarta (ID): PT. ISFI Penerbitan. hlm 723.
Swick RA. 2001. Poultry Management in Warm Climate: in Poultry Management Forum.Jakarta (ID): ASA Indonesia.
Taussky HH, Shorr E.1953. A micro colorimetric method for the determination of inorganic phosphorus. J Biol. Chem. 202(2):675-685.
Tungland BC, Meyer. 2002. Nondigestible oligo-and polysaccharides (dietary fiber): Their physiology and role in human health and food.Comprehensive Reviews in Food Sci.and Food Safety.3(2):73-91.
Wilson JR, Kennedy PM. 1996. Plant and animal constraints to voluntary feed intake associated with fibre characteristics and particle break down and passage in rumi nants. Aust. J Agric. Res. 47: 199-225.
15
Lampiran 1 ANOVA konsumsi bahan kering diet
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 8.240 4.120 3.107 0.094
Galat 9 11.936 1.326
Total 11 20.176
SK= sumber keragaman, db= derajat bebas, JK= jumlah kuadrat, KT= kuadrat total, sangat berbeda nyata (P<0.01), berbeda nyata (P<0.05)
Lampiran 2 ANOVA konsumsi kalsium
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 0.022 0.011 382.2394 0.003
Galat 9 0.0003 2.87778E-05
Total 11 0.022
Lampiran 3 ANOVA kalsium di feses
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 0.00035 0.00017 31.95918 0.008
Galat 9 0.00005 0.00001
Total 11 0.00040
Lampiran 4 ANOVA persen absorbsi kalsium
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 248.268 124.134 3.817 0.063
Galat 9 292.679 32.520
Total 11 540.947
Lampiran 5 ANOVA kalsium di plasma
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 33.185 16.592 28.296 0.000
Galat 9 5.277 0.586
Total 11 38.462
Lampiran 6 ANOVA pertambahan bobot badan harian
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 0.086 0.043 0.411 0.675
Galat 9 0.904 0.104
Total 11 1.025
Lampiran 7 ANOVA kalsium tulang femur
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 5.717 2.858 1.857 0.211
Galat 9 13.849 1.539
16
Lampiran 8 ANOVA kalsium di hati
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 0.918 0.459 0.306 0.743
Galat 9 13.479 1.498
Total 11 14.397
Lampiran 9 ANOVA kalsium di ginjal
SK db JK KT F hitung Signifikansi
Perlakuan 2 5.168 2.587 0.204 0.819
Galat 9 114.250 12.694
17
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Fongkaniwa, Kecamatan Tongkuno, Kabupaten Muna, Sulawesi Tenggara pada tanggal 22Juni tahun 1991 dan diberi nama Nurhayu. Penulis merupakan anak kedua dari dua saudara.Bapak bernama La Sajia, SP dan ibu bernama Wa Damia. Penulis menyelesaikan sekolah dasar pada tahun 2003 di SDNegeri 2 Fongkaniwa, dilanjutkan sekolah menengah pertama di SMP Negeri 1 Tongkuno pada tahun 2003-2006 kemudian melanjutkansekolah menengah atas di SMA Negeri 1 Tongkuno pada tahun 2006-2009 dan diterima sebagai mahasiswa di Institut
Pertanian Bogor pada bulan Juni melalui jalur USMI.Penulis aktif di Himpunan Profesi Mahasiswa Nutrisi dan Teknologi Pakan (HIMASITER) pada tahun 2010-2012 sebagai sekretaris umumdanLDF FAMM AL AN’AM 2010-2011sebagai anggota divisi Syi’ar. Penulis aktif pada beberapa kepanitiaan diantaranya Paket Ramadhan Istimewa Fakultas Peternakan (PRISMA D) sebagai anggota divisi konsumsi pada tahun 2011, Pelatihan Pembuatan PakanTernak (P3T) sebagai anggota. Penulis juga aktif mengikuti pertandingan seperti tenis meja di Dekan CUP dan meraih juara pertama pada tahun 2012-2013 serta juara kedua di Olimpiade Mahasiswa IPB (OMI) pada cabang olahraga yang sama pada tahun 2013. Penulis mengikuti magang di BPT Tapos Ciawi pada tahun 2012. Penulis merupakan penerima beasiswa BBM tahun 2009-2010.
.
