CATOOTJIE L. NALLE, PhD
POLITEKNIK PERTANIAN NEGERI KUPANG
PENGOLAHAN PAKAN UNGGAS DENGAN
BIOTEKNOLOGI ENZIM
Apa itu enzim?
Substansi protein yang mengkatalisasi reaksi biologis
dimana
substrat
dirubah
menjadi
produk
melalui
pembentukan kompleks enzim-substrat sebagai produk
antara. Tanpa enzim ternak tidak akan dapat mencerna
pakan yang telah dikonsumsi.
Mengapa enzim diperlukan dalam ransum?
Karena ternak unggas tidak dapat mencerna residu2x
tanaman.
Secara umum terdapat empat jenis residue tanaman yang tidak dapat
dicerna oleh ternak unggas:
•Non starch Polysaccharides (NSPs)
•Galaktosida
•Fitat
•Faktor Antinutrisi lainnya seperti lectin, tannin, trypsin inhibitor, etc.
Residue
- residue ini , khususnya serat, mempengaruhi unggas melalui
dua cara:
1. Pertama, serat2x ini akan membentuk konstituen utama dari
dinding sel tanaman yang dapat mencegah unggas dari akses
nutrien yang terdapat dalam dinding sel.
2. Kedua, serat memiliki faktor merusak pada viskositas digesta yang
berada pada usus halus, sekaligus mempengaruhi reaksi kimia yang
menyebabkan rendahnya konversi pakan, litter yang basah, dan
Tujuan utama suplementasi enzim dalam ransum unggas adalah
(i)
Menghancurkan atau menurunkan kandungan faktor antinutrisi;
(ii) Meningkatkan ketersediaan komponen nutrisi seperti pati dan protein
yang terperangkap pada dinding sel yang kaya akan serat sehingga tidak
terakses oleh enzim pencernaan;
(iii) Menghancurkan ikatan kimia spesifik yang biasanya tidak dapat
dihancurkan oleh enzim endogen;
(iv) Supplementasi enzim yang diproduksi oleh ternak muda disebabkan oleh
belum dewasanya sistem pencernaan, enzim endogen mungkin
memproduksi enzim yang tidak cukup.;
(v) Mengurangi variabilitas nilai nutrisi antara sampel bahan pakan,
(vi) Meningkatkan kesehatan saluran pencernaan sehingga pada akhirnya
akan meningkatkan PBB, FCR menjadi lebih baik, dan meningkatkan
keuntungan bagi peternak.
(vii) Mengurangi kelebihan nutrient yang dikeluarkan lewat feses.
TUJUAN PENGGUNAAN ENZIM
Secara komersial terdapat lima jenis enzim:
1. Ensim pencerna serat atau NSP (misalnya xylanase dan
β-glucanase),
2. Enzim pencerna protein (protease),
3. Enzim pencena pati (misalnya amylase),
4. Enzim pencerna asam fitat (fitase) and
5. Enzim pencerna lemak (lipase) (Sheppy, 2001; Mcleary,
2001).
Multienzyme yang mungkin lebih efektif untuk meningkatkan
daya cerna nutrisi.
Endo-Xylanase,
-Glucanase
Digunakan pada ransum dengan pakan dasar gandum dan
barley.
Kedua bahan ini banyak mengandung polisakarida bukan pati
(non-starch-polysaccharides, NSPs) yang tidak dapat dicerna
oleh ternak unggas.
Dengan enzim xylanase dan
-Glucanase, NSP dapat
dihidrolisis dan efek antinutrisi dari NSP dapat dieliminasi.
BEBERAPA ENZIM KOMERSIAL DAN PENGGUNAANNYA
DALAM RANSUM UNGGAS
Fitase (Phytase)
Dasar pemikiran penggunaan enzim fitase dalam ransum unggas
adalah sebagian besar biji2xan yang digunakan sebagai pakan
ternak mengandung fosfor dalam bentuk fitat atau asam fitat (50
s.d 80%).
Fitat tidak dapat dicerna oleh ternak non ruminansia karena
keterbatasan dari ternak non ruminansia untuk menghasilkan
enzim fitase. Umumnya fitat berada dalam bentuk kompleks
dengan asam amino, mineral, kalsium dan pati serta kation2x
termasuk Ca, Mg, Co, Zn dan Fe.
Penggunaan fitase dalam ransum dapat menurunkan penggunaan
fosfor dalam ransum sampai 40% tanpa menimbulkan efek
terhadap produksi telur.
Penggunaan fitase juga dapat menurunkan biaya ransum seperti
pada tabel berikut in:
Harga ($/Kg) Ingredient Without Phytase (%) With Phytase (%)
9.10 Gandum 52.87 49.02
10.60 Soybean Meal, 44% 22.16 23.47
21.00 Full Fat Soybeans 16.29 9.56
42.00 Soybean Oil 2.50 2.50
4.80 Rice Polishings 2.13 13.04
3.30 Garam 0.21 0.21
3.30 Tepung kulit kerang 0.77 1.13
27.00 Dicalcium Phosphate 1.99 185.00 Lysine 0.02 0.05 235.00 Methionine 0.40 0.32 110.00 Pengikat Mycotoxin 0.40 0.40 160.00 Vitamin-Minerals 0.25 0.25 3,000.00 Enzim xylanase 0.01 0.01 1,700.00 Phytase 0.04 TOTAL COST 14.42 13.34
FORMULASI RANSUM DENGAN DAN TANPA ENZIM FITASE
NUTRIENT PROFILE ME Kcal/Kg 2,998 2,998 Crude Protein 22.25% 22.25% Lysine 1.20% 1.20% Methionine 0.73% 0.66% Methionine + Cystine 0.92% 0.92% Calcium 0.90% 0.90% Available Phosphorus 0.45% 0.47%
Kontrol + fitase + fitase+ -Galactosidase +
enzim lainnya
Jumlah ayam per kandang 15 15 15
Jumlah ulangan 4 4 4
Total jumlah ayam 60 60 60
Rata2x BB (Gram) 807 1,068 1,397
t-Statistic (For difference relative to
Control) 0.00 (8.05) (18.33)
FCR sebenarnya 1.96 1.83 1.58
FCR Standard 1.71 1.71 1.71
Rata2x biaya pakan per Kg (Takas) 13.72 12.38 12.94
Live Meat Value at Taka 60 per Kg 2,711 3,523 4,861 Total Feed Cost (Takas) 1,150 1,276 1,604
Net Taka Gain 1,562 2,247 3,257
Lipase
Digunakan untuk memperbaiki penggunaan lemak, sehingga
dapat meningkatkan kandungan energi metabolis dari bahan
pakan seperti pada dedak padi.
Penggunaan lipase juga dapat meningkatkan penggunaan
dedak padi sampai 30% (tanpa enzim: batas penggunaan dedak
padi ≤ 20% karena kandungan serat kasar yang tinggi),
sehingga dapat menurunkan biaya pakan secara keseluruhan.
PENGGUNAAN ASAM AMINO SINTETIS DALAM
RANSUM UNGGAS
SEJARAH
Penggunaan asam amino dalam pakan ternak sudah dilakukan sejak lama (kira2x sudah 40 tahun sejarah).
DL methionine diproduksi secara sintetik kimia pada tahun 1950an dan 1960an untuk digunakan dalam pakan unggas.
Produksi L-lysine dilakukan melalui fermentasi pada permulaan tahun 1960an di Japan, kemudian diikuti oleh produksi L-threonine dan L-tryptophan pada akhir tahun 1980an.
Adopsi bioteknologi modern telah merubah proses sintesa, dan secara signifikan mengurangi biaya produksi asam amino. Eksploitasi strain mikroba yang dimodifikasi secara genetik meningkatkan persaingan.
Tabel 1. Jumlah asam amino yang diproduksi (Eggeling et al., 2001)
Skala produksi (ton/thn)
Asam amino Metode produksi yang dipilih
Tujuan penggunaan
800 000 L Glutamic acid Fermentasi Penambah cita rasa
350 000 L Lysine Fermentasi Feed additive 350 000 DL methinonine Sintesis kimiawi Feed additive
10 000 L Aspartate Katalisis enzimatis Aspartame 10 000 L Phenylalanine Fermentasi Aspartame
15 000 L Threonine Fermentasi Feed additive
10 000 Glycine Sintetis kimiawi Food additive, pemanis 3 000 L Cystein Pengurangan sistein Food additive, farmasi 1 000 L Arginine Fermentasi, Ekstraksi Farmasi
500 L Leucine Fermentasi, Ekstraksi Farmasi
500 L Valine Fermentasi, Ekstraksi Pestisida, farmasi 300 L tryptophane Proses sel menyeluruh Farmasi
Mengapa perlu ditambahkan asam amino (AA) sintetis dalam
ransum unggas?
Kualitas protein Kelengkapan AA Keseimbangan AAE Fokus penyusunan ransum: imbangan Energi: AAE Tujuan penambahan asam amino esensial sintetis dlm ransumUntuk memenuhi kebutuhan AAE ternak unggas
AAE seperti methionine mrp AA pembatas utama pd ransum unggas Menurunkan harga ransum dan
mengurangi polusi N
Unggas tidak dapat mensintesa AAE
Methionine perlu ditambahkan dlm
ransum karena
Methionine adalah AAE
Methionine adalah AA pembatas utama pd ransum unggas
Tdk dpt disintesa dlm tubuh unggas
Pembentukan daging dada ayam sangat dipengaruhi oleh
methionine
Lysine perlu ditambahkan dlm
ransum karena
Lysine adalah AAE
Lysine adalah AA pembatas kedua pd ransum unggas
Tdk dpt disintesa dlm tubuh unggas
Mengurangi biaya pakan, dimana penggunaan 1 ton lysine dapat
menggantikan 33 ton SBM
Penggunaan nutrien lebih
efisien dan lebih baik
Metionin merupakan donor sulfur bagi sistein dan sistin, juga
merupakan donor metil untuk pembentukan kholin melalui
transmetilasi.
Sistein mendapatkan sulfur dari metionin dan kerangka karbon dari
serin. Apabila sistein dan sistin kurang maka metionin dan serin akan
dirombak melalui proses transmetilasi, sehingga memperbesar
kebutuhan metionin (Sanchez et al., 1984).
Kholin dapat mendonorkan metilnya pada homosistein, sehingga
kekurangan kholin juga dapat memperbesar kebutuhan metionin
(Maynard et al., 1997).
Metionin sebagai komponen alam terdapat dalam konfigurasi L-Metionin. Di
dalam alat pencernaan, asam amino-L (L-AA) mengalami deaminasi (pencopotan gugus amino) oleh mikroba menjadi asam keto alfa. Asam keto alfa dapat pula diaminasikan menjadi asam amino dalam bentuk L-AA atau D-AA. Bentuk metionin sintetis terdapat dalam dua bentuk yakni:
1. Powder (DL-metionin) ...ditambahkan dlm ransum
2. Liquid (Methionine Hydroxy Analogue/MHA) (Vázquez-Añón et al., 2006). Pemberian metionin perlu memperhatikan tingkat protein, bentuk fisik dan
palatabilitas bahan pakan. Selain itu, karena metionin diketahui sebagai
asam amino yang bersifat racun bila berlebihan, sehingga pemberiannya harus diperhatikan dengan baik.
Kelebihan metionin berdampak negatif terhadap penambahan berat badan. Terjadinya penurunan selera makan atau penurunan laju pertumbuhan dapat disebabkan oleh antagonisme asam-asam amino, walaupun efek buruknya dapat dikoreksi dengan asam amino pembatas (metionin, lysin dan triptophan).
Kebutuhan lysine dan methionine di Indonesia 20% lebih tinggi
ketimbang di negara subtropis.
L Y S I N E
Tabel kebutuhan asam amino broiler di negara subtropik
Asam Amino Starter Finisher
Lysine 1,1% 0,9% - 1%
Methionin 0,5% 0,38%
Sumber : NRC
DL-METHIONINE – Synthetic amino acid to ensure balanced nutrition and proper growth for poultry and swine.
BIOLYS® – Superior form of Lysine with several advantages to Animal Nutrition. Biolys® has a minimum L-Lysine content of 50.7%.
L-THREONINE – With a minimum 98.5% content on dry matter basis, it is especially beneficial in low protein diets with high grain content.
L-TRYPTOPHAN – Essential amino acid with specific effects on feed consumption and weight gain, especially in the initial stage of animal production.
MEPRON® – Is a DL Methionine-based product especially developed for high production dairy cattle.
CONTOH A A SINTETIS YANG DIPRODUKSI OLEH PERUSAHAAN EVONIK
