TEKNIK PENELITIAN NUTRISI DAN MAKANAN TERNAK Estimasi komposisi kimia tubuh ternak. Oleh : Prof. Dr. Ir. Ali Agus, DAA., DEA

TEKNIK PENELITIAN NUTRISI DAN

MAKANAN TERNAK

Estimasi komposisi kimia tubuh ternak

Oleh :

EVALUASI KOMPOSISI KIMIA

TUBUH TERNAH

Pengantar :

1. Pengetahuan tentang komposisi kimia tubuh ternak terutama variasinya sangat penting dibidang ilmu fisiologi pertumbuhan dan perkembangan, genetika,

nutrisi, patologi (terutama pada manusia berkaitan dengan ketidakseimbangan metabiolik (obesitas) 2. Mengetahui komposisi kimia (lemak, protein, air,

mineral) lebih akurat bila dibanding hanya mengetahui bobot badan ternak

3. Pengetahuan level cadangan lemak tubuh penting untuk mengukur kinerja produksi dan reproduksi ternak

4. Analisis partisi (alokasi) penggunaan energi antara produksi (susu, daging), maintenance, dan cadangan energi tubuh serta efisiensi penggunaannya, perlu pengetahuan komposisi kimia tubuh ternak

Komposisi kimia tubuh

vs

penimbangan

Penimbangan :

- Dapat mengikuti evolusi berat badan, namun tidak mencerminkan komposisi kimia (lemak, protein, air) secara tepat

- Berat badan bukan merupakan indikator kondisi tubuh (cadangan lemak tubuh tinggi atau rendah), tetapi tergantung pada format dan dimensi tubuh ternak (tinggi, pendek, besar, kecil), isi saluran pencernaan (15% BB) dan status fisiologis

(laktasi : berat ambing; bunting : berat uterus). - Note : 1 kg BK pakan => 4 – 4,2 kg BB (sapi)

Produksi susu :

- Potensi mobilisasi pada awal laktasi

- Kondisi tubuh pada saat melahirkan dan masa bunting mempengaruhi produksi susu

Produksi daging :

- Kecepatan rekonstitusi saat kelebihan nutrisi (pertumbuhan kompensatory)

- Efisiensi penggunaan energi

Reproduksi :

- Kondisi tubuh pada masa estrus (terlalu kurus / terlalu gemuk) menurunkan fertilitas

Komposisi kimia tubuh

vs

Kinerja

produksi dan reproduksi

METODE EVALUASI

1. Metode direct (langsung) 1.a. Penyembelihan

- Hasil tepat dan akurat

- Merupakan metode standard dan reference dari metode lain

- Biaya mahal dan laborious (waktu dan tenaga banyak dibutuhkan) - Tidak dapat mengikuti evolusi komposisi kimia tubuh pada individu;

penyembelihan berseri (beruntun) dapat dilakukan akan tetapi tidak selalu representatif karena individu yang berbeda sehingga tidak dapat mewakili

1.b. Kamar Kalorimetri (Calorimetric chamber)

- Ketepatan tinggi untuk mengukur flux energi ternak hidup - Biaya mahal

METODE EVALUASI

2. Metode indirect (tidak langsung)

a. Difusi dengan marka (D2O, TOH, Urea)

b. Ukuran dan volume sel lemak

a. Difusi dengan Marka

Prinsip Kerja :

1. Pada suatu status pertumbuhan dan

perkembangan ternak, komposisi tubuh ternak berkorelasi nyata dengan volume air tubuh.

Proporsi air, mineral, protein (masa tanpa lemak) adalah konstan. Ada korelasi negatif antara lemak dan air dalam tubuh

2. Volume (berat) air tubuh dapat diprediksi

dengan menggunakan marka seperti Deuterium (D2O) atau Tritium (TOH), urea, dsb.

• Prinsip yang pertama berawal dari hasil

observasi Murray (1922) dan Moulton et

al. (1922) menyebutkan bahwa :

– Komposisi kimia tubuh tanpa lemak adalah konstan : Air 73%, protein 22%, mineral 5% – Proporsi tersebut hanya berlaku pada ternak

yang sudah mencapai dewasa tubuh yang berkisar antara 5 – 6 bulan pada sapi

(Moulton et al., 1922).

Pada penelitian-penelitian berikutnya pada ternak yang lain mendukung hipotesa

• Prinsip yang kedua, kita dapat menentukan

volume air tubuh dengan bantuan marka yang mana marka ini tersebar secara menyeluruh dan merata keseluruh jaringan tubuh secara

homogen dan komplet

Waktu (T) Injeksi Konsentrasi marka (C) C1 C0 Titik keseimbangan

Contoh

• Sapi perah dengan berat 660 kg,

• Injeksi marka (D2O) (0,6% BB) = 360 g

• Konsentrasi D2O dalam campuran air + D2O dalam tubuh sebesar misalnya 0,09% (0,9 g /liter)

• Volume air tubuh sapi dapat dihitung dengan : 0,9 g/liter = 360 g X kg air tubuh X = 360 / 0.9 = 400 kg Air (X kg) (360 g) Air D2O D2O + Air 1 2 3 D2O (D2O = 0.09%)

Hubungan Body Composition

dengan Air tubuh

Body Weight (BW)

Gut content Empty BW (EBW)

Lemak Lean BW (LBW) - 73% air - 22% protein konstan - 5% mineral Lemak = EBW - LBW LBW = Air x 1/k

Lemak = EBW – Air x 1/k Lemak = BW – Air x 1/k k = konstanta

Prinsip Penggunaan Marka

• Terdifusi secara cepat dan homogen ke

seluruh jaringan tubuh

• Tidak termetabolismekan di dalam tubuh

• Eliminasi dari dalam tubuh lambat /

perlahan

• Mudah dianalisis secara quantitatif

• Aman dan tidak toksik bagi ternak dan

manusia

Determinasi Komposisi Kimia

Tubuh

In Vivo

dengan D

₂

O

diffusion Space

• Sehari sebelum injeksi ternak ditimbang terlebih dahulu utk mengetahui berat D₂O yang harus diinjeksikan :

• Setelah equilibrium akan ditemukan konsentrasi D₂O dalam sampel darah antara 200 dan 1000 ppm

Injeksi D

₂

O

• Dipuasakan 24 jam sebelum dilakukan

injeksi

• Injeksi melalui vena

jugular

dengan

catheter

• Setelah injeksi, catheter dibilas dengan

serum fisiologis

• Berat D

₂

O merupakan selisih antara berat

serinque (pipet) sebelum dan sesudah

injeksi

Pengambilan Sampel Darah

• Dilakukan di daerah vena jugular dengan

venoject + anticoagulant (heparin) pd

setiap individu ternak

• Waktu pengambilan darah : 5, 7, 29, dan

31 jam setelah injeksi dan harus dicatat

secara tepat

DEUTERIUM OXIDE (D

₂

O)

• Isotop hidrogen dengan masa 2 (2

1H) dan sering

disingkat dengan D. ditemukan 1931 oleh Harold C Urey saat mempelajari spektrum optik hidrogen. D₂O terdiri dari 2 atom D dan 1 atom O

• Stabil dan dapat ditemukan di alam ± 150 ppm

• Massa molekul : 2,141020 uma (unit massa atom)

Penggunaan D

₂

O sebagai Marka

• Tidak toksik dan non-radioaktif

(isotop stabil)

• Dapat bercampur secara baik

dengan semua air di dalam tubuh

tanpa mengalami metabolisme

• Reaksi di dalam tubuh sama

DIFFUSI D

₂

O

• Molekul terdifusi di dalam air plasma

darah,

kemudian

melewati

dinding

pembuluh

darah

utk

menuju

ruang

extraselluler

dan

kemudian

ruang

intraselluler (bercampur dengan air extra

dan intra-sel)

• Beberapa menit utk ternak monogastrik

dan beberapa jam utk ruminansia tjd

diffusi total ke seluruh jaringan tubuh

ternak.

DIFFUSI D

₂

O

• Sampel darah kmd disimpan

-15

o

C hingga analisis kadar D

₂

O

• Utk ke-dua atau ke-tiga injeksi,

perlu

dilakukan

pegambilan

sampel sebelum injeksi dilakukan.

Hal

ini

utk

mengetahui

kemungkinan adanya residu D

₂

O

Analisis Kadar D

₂

O

• Ekstraksi campuran air + D

₂

O dalam

darah dilakukan dengan sublimasi : beku



evaporasi

• Sampel darah

± 4 ml, dibekukan secara

merata (1-2 mm) pada dinding bagian

dalam erlemeyer di dalam alkohol dingin

(-25

o

_C)

• Erlenmeyer tsb dihubungkan dengan alat

pensublimasi (Gambar)

Figure : Matériel utilisés et mode opératoire

pour l’extraction du mélange eau-eau lourde

Analisis Kadar D

₂

O

• Lama sublimasi sekitar 3 jam

• Air yang diperoleh ditampung dalam tube

5 ml dan disimpan dalam suhu 4

0

C hingga

analisis

ANALISIS D

₂

O DENGAN

SPEKTROFOTOMETRI INFRA-RED

• Prinsip

dari

analisis

dengan

spektrofotometri (MIRAN 1 FF) adalah

berdasarkan pada perbedaan absorbsi

sinar infra merah antara air dan D

₂

O pada

panjang gelombang 3960 nm

• Sebagai perbandingan diukur juga larutan

standard

yang

sudah

diketahui

PERHITUNGAN D

₂

O DIFFUSION SPACE

• Setelah diketahui konsentrasi D

₂

O dalam

sampel darah, kita dapat mengikuti evolusi

konsentrasinya

dengan

waktu

setelah

injeksi

• Konsentrasi awal (Co) merupakan diffusi

teori segera sesudah injeksi dan dapat

dihitung dengan extrapolasi ke waktu t=0;

• Diffusion space D

₂

O : DS D

₂

O = Qo/Co

• Qo = Quantitas D

₂

O yang diinjeksikan dan

Co : Konsentrasi awal (secara teori) D

₂

O

Penghitungan Komposisi Kimia Tubuh

Domba ras LACAUNE

• Air Tubuh (kg) = 0,793 x DS D2O (kg) + 8,304

(R2 _{= 0,931; RSD =} ± 1,023)

• Lipid (kg) = 0,853 x BBinj (kg) – 0,833 x DS D2O (kg)

– 9,57

(R2 _{= 0,940; RSD =} ± 1,402)

• Protein (kg) = 0,08 x BBinj (kg) + 0,049 x DS D2O (kg)

+ 0,70

(R2 _{= 0,860; RSD =} ± 0,424)

• Energi (kg) = 36,39 x BBinj (kg) – 31,05 x DS D2O

Penghitungan Konsentrasi Marka

METODE EQUILIBRIUM (Ceq)



Pengambilan sampel darah dilakukan

pada saat tercapainya equilibrium diffusi

marka



Diperkirakan antara 4-5 jam sesudah

injeksi



Menghasilkan

data

(kuantitas

lipid)

cukup heterogen dan kadang-kadang

kontradiksi

karena

sebenarnya

sulit

menentukan saat equilibrium

Penghitungan Konsentrasi Marka

METODE EXTRAPOLASI PADA WAKTU t=0

Diffusi D₂O dalam air tubuh cepat segera setelah injeksi (±10 menit) kemudian diffusi berjalan lebih pelan

Evolusi menjadi lebih linier. Untuk ternak umur 1-16 minggu evolusinya semi logaritmik. Setelah equilibrium kurva eliminasi D₂O menjadi linier.

Extrapolasi konsentrasi pada t=0 dengan bentuk log dapat menentukan C0 dari D₂O

BODY CONDITION SCORE

UNTUK TERNAK RUMINANSIA

BCS

• Ada beberapa metode estimasi cadangan lemak tubuh ternak terutama ruminansia, seperti : D2O, ukuran dan volume sel lemak, neraca energi, ketebalan lemak sub-kutan denganalat ultrasons, body condition score (BCS) yang masing2 memiliki keunggulan dan kelemahan

• Metode BCS sangat menguntungkan utk peternak krn tdk memerluka biaya dan alat khusus utk melakukannya. Namun metode ini subjektif dan memerlukan latihan utk meningkatkan ketelitian dan ketepatan prediksi

Note 0 = Sangat Kurus Sekali

• Ternak dalam kondisi kritis, tinggal tulang

belulang dibungkus kulit

• Tidak

mungkin

melakukan

deteksi

ketebalan jaringan daging atau lemak

antara kulit dan tulang

Note 1 = Kurus sekali

• Apophyse Epinous kelihatan runcing

• Apophyse Transversal (kanan dan kiri)

kelihatan runcing

• Antara Apophyse Epinous dan Apophyse

Transversal tampak kosong

• Kulit di antara dua tulang rusuk kelihatan

lengkung sekali dan

• Tidak dapat mendeteksi adanya ketebalan

jaringan di bawah kulit

Score 1

Note 2 = Kurus

• Apophyse Epinous kelihatan agak tumpul

• Apophyse Transversal (kanan dan kiri)

agak tumpul

• Antara Apophyse Epinous dan Apophyse

Transversal agak berisi

• Kulit di antara dua tulang rusuk kelihatan

agak lengkung dan

• Dengan telapak tangan terasa adanya

ketebalan jaringan di bawah kulit

• Kulit di bawah pangkal ekor dapat

dirasakan ketebalannya

Score 2

Note 3 = Sedang/Agak Gemuk

• Apophyse Epinous kelihatan tumpul

• Apophyse Transversal (kanan dan kiri) kelihatan tumpul

• Antara Apophyse Epinous dan Apophyse Transversal berisi

• Kulit di antara dua tulang rusuk sedikit agak lengkung dan

• Dengan telapak tangan dapat merasakan ketebalan jaringan di bawah kulit

Score 3

Note 4 = Gemuk

• Apophyse Epinous hampir tidak kelihatan (sedikit menonjol)

• Apophyse Transversal (kanan dan kiri) kelihatan tumpul (hampir rata)

• Antara Apophyse Epinous dan Apophyse Transversal padat dan berisi

• Kulit di antara dua tulang rusuk hampir rata

• Dengan telapak tangan dapat merasakan adanya lemak tebal di bawah kulit

Score 4

Note 5 = Gemuk Sekali

• Apophyse Epinous tidak kelihatan /tertutup rata • Apophyse Transversal (kanan dan kiri) tidak

kelihatan/tertutup rata

• Antara Apophyse Epinous dan Apophyse Transversal tertutup rata

• Kulit di antara dua tulang rusuk tertutup rata

• Dengan telapak tangan dapat merasakan ketebalan jaringan di bawah kulit

Score 5