BAB I PENDAHULUAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami pengertian pakan buatan, macam pakan berdasarkan tingkat kebutuhan ikan, kebiasaan makanan, dan konsumsi makanan harian.
TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan pengerian pakan buatan 2. Menyebutkan dan menjelaskan macam pakan berdasarkan tingkat kebutuhan ikan 3. Menyebutkan dan menjelaskan kebiasaan makanan ikan 4. Menjelaskan konsumsi makanan harian ikan
1.1. Pengertian pakan buatan
Di alam, alam, ikan ikan dapat dapat memenu memenuhi hi kebutuh kebutuhan an makanny makannyaa dengan dengan pakan pakan yang yang tersedia tersedia di alam. Dalam hal ini ikan mempunyai mempunyai kesempatan kesempatan untuk memilih. memilih. Oleh karena itu, pakan yang berasal dari alam selalu sesuai dengan selera ikan. Dalam lingkungan budidaya, ikan lebih tergantung pada pakan buatan dan tidak mempunyai kesempatan untuk memilih. Pakan buatan adalah pakan yang dibuat dengan formulasi tertentu berdasarkan pertimbangan kebutuhannya. Pembuatan pakan sebaiknya didasarkan pada perti pertimba mbangan ngan kebutu kebutuhan han nutris nutrisii ikan, ikan, kualita kualitass bahan bahan baku, baku, dan nilai nilai ekonom ekonomis. is. Dengan pertimbangan yang baik, dapat dihasilkan pkan buatan yang disukai ikan, tidak mudah hancur dalam air, aman bagi ikan. Dalam budidaya ikan secara intensif, pakan buatan disediakan untuk memenuh memenuhii kebutu kebutuhan han ikan, ikan, dimana dimana biaya biaya pakan pakan dapat dapat mencapa mencapaii 60% dari dari biaya biaya produksi. Berdasarkan tingkat kebutuhannnya pakan buatan dapat dibagi menjadi tiga kelompok : yaitu (1) pakan tambahan, (2) pakan suplemen, dan (3) pakan utama. Pakan Pakan tambah tambahan an adalah adalah pakan pakan yang yang sengaj sengajaa dibuat dibuat untuk untuk memenu memenuhi hi kebutu kebutuhan han
pakan. Dalam hal ini, ikan yang dibudidayakan sudah mendapatkan pakan dari alam, namun jumlahnya belum memadai untuk tumbuh dengan baik sehingga perlu diberi pakan buatan sebagai pakan tambahan. Pakan suplemen adalah pakan yang sengaja dibuat untuk menambah komponen nutrisi tertentu yang tidak mampu disediakan pakan pakan alami. alami. Sement Sementara ara pakan pakan buatan buatan adalah adalah pakan pakan yang yang sengaj sengajaa dibuat dibuat untuk untuk menggantikan sebagian besar atau keseluruhan pakan alami. Kebiasaan makanan
Jenis makanan yang dapat dimakan oleh suatu jenis ikan tergantung kepada trophi trophicc level, level, ukuran, ukuran, habita habitat, t, musim musim serta adaptasi adaptasi alat pencer pencernaa naanny nnya. a.
Ikan Ikan
herbiv herbivora ora akan mempuny mempunyai ai kompos komposisi isi makanan makanan yang yang berbed berbedaa dengan dengan karniv karnivora ora.. Komposisi makanan makanan ikan yang berukuran kecil akan berbeda dengan ikan yang besar hal ini selain karena adanya perbedaan dalam bukaan mulut juga dalam kemampuan mendapatkan makanan serta kebutuhan gizinya. Berdasarkan Berdasarkan
jenis-jenis jenis-jenis
organisme organisme
yang
dimakannya, dimakannya,
ikan
dapat
dikelompokka dikelompokkan n sebagai berikut : Herbivora Herbivora yaitu ikan yang makanan utamanya terdiri terdiri dari tumbuhan (pemakan (pemakan tumbuhan), tumbuhan), Karnivora yaitu ikan yang makanan makanan utaman utamanya ya terdir terdirii dari dari hewan hewan (pemak (pemakan an daging) daging) dan Omnivo Omnivora ra yaitu yaitu ikan ikan yang yang makanannya terdiri dari tumbuhan dan hewan. Konsumsi makanan harian (daily consumption)
Ikan-ikan Ikan-ikan herbivora herbivora dan pemakan pemakan plankton plankton nabati (phytoplankton (phytoplankton), ), jumlah jumlah konsumsi makanan hariannya berbobot lebih banyak daripada ikan karnivora. Hal ini disebabkan karena bahan makanan nabati itu nilai kalorinya lebih rendah daripada bahan makanan hewani. Selain itu, kandungan air bahan nabati juga lebih tinggi daripada bahan hewani. Di antara antara karniv karnivora ora itu sendir sendirii terdapa terdapatt juga juga perbed perbedaanaan-per perbed bedaan aan dalam dalam jumlah makanan yang mereka konsumsi, karena makanan yang mereka makan juga berbeda-beda, baik dalam ukuran maupun dalam kandungan gizinya ikan pemakan
pakan. Dalam hal ini, ikan yang dibudidayakan sudah mendapatkan pakan dari alam, namun jumlahnya belum memadai untuk tumbuh dengan baik sehingga perlu diberi pakan buatan sebagai pakan tambahan. Pakan suplemen adalah pakan yang sengaja dibuat untuk menambah komponen nutrisi tertentu yang tidak mampu disediakan pakan pakan alami. alami. Sement Sementara ara pakan pakan buatan buatan adalah adalah pakan pakan yang yang sengaj sengajaa dibuat dibuat untuk untuk menggantikan sebagian besar atau keseluruhan pakan alami. Kebiasaan makanan
Jenis makanan yang dapat dimakan oleh suatu jenis ikan tergantung kepada trophi trophicc level, level, ukuran, ukuran, habita habitat, t, musim musim serta adaptasi adaptasi alat pencer pencernaa naanny nnya. a.
Ikan Ikan
herbiv herbivora ora akan mempuny mempunyai ai kompos komposisi isi makanan makanan yang yang berbed berbedaa dengan dengan karniv karnivora ora.. Komposisi makanan makanan ikan yang berukuran kecil akan berbeda dengan ikan yang besar hal ini selain karena adanya perbedaan dalam bukaan mulut juga dalam kemampuan mendapatkan makanan serta kebutuhan gizinya. Berdasarkan Berdasarkan
jenis-jenis jenis-jenis
organisme organisme
yang
dimakannya, dimakannya,
ikan
dapat
dikelompokka dikelompokkan n sebagai berikut : Herbivora Herbivora yaitu ikan yang makanan utamanya terdiri terdiri dari tumbuhan (pemakan (pemakan tumbuhan), tumbuhan), Karnivora yaitu ikan yang makanan makanan utaman utamanya ya terdir terdirii dari dari hewan hewan (pemak (pemakan an daging) daging) dan Omnivo Omnivora ra yaitu yaitu ikan ikan yang yang makanannya terdiri dari tumbuhan dan hewan. Konsumsi makanan harian (daily consumption)
Ikan-ikan Ikan-ikan herbivora herbivora dan pemakan pemakan plankton plankton nabati (phytoplankton (phytoplankton), ), jumlah jumlah konsumsi makanan hariannya berbobot lebih banyak daripada ikan karnivora. Hal ini disebabkan karena bahan makanan nabati itu nilai kalorinya lebih rendah daripada bahan makanan hewani. Selain itu, kandungan air bahan nabati juga lebih tinggi daripada bahan hewani. Di antara antara karniv karnivora ora itu sendir sendirii terdapa terdapatt juga juga perbed perbedaanaan-per perbed bedaan aan dalam dalam jumlah makanan yang mereka konsumsi, karena makanan yang mereka makan juga berbeda-beda, baik dalam ukuran maupun dalam kandungan gizinya ikan pemakan
udang-udangan tingkat tinggi misalnya, relatif harus lebih banyak membuang sisasisa makanan yang tak tercerna (kulitnya yang keras), dibandingkan dengan karnivora pemaka pemakan n daging daging ikan. ikan. Oleh Oleh karena karena itu pemakan pemakan udang-u udang-udan dangan gan tingka tingkatt tinggi tinggi membutuhkan jumlah makanan yang lebih banyak. Jumlah makanan yang dikonsumsi oleh seekor ikan secara umum berkisar antara 5 - 6 % berat tubuhnya perhari. Namun jumlah tersebut dapat berubah-ubah tergantung tergantung pada suhu lingkungannya. lingkungannya. Ikan Lepomis Lepomis macrochirus macrochirus misalnya, misalnya, selama selama musim panas (suhu sekitar 20 0C) dapat mengkonsumsi makanan sampai 5% berat badannya per hari. Tapi selama musim dingin (suhu 2 - 3 0C) hanya mengkonsumsi kurang dari 1%. Selain berpengaruh terhadap terhadap jumlah makanan yang dikonsumsi, suhu juga berpengaruh berpengaruh terhadap kegiatan kegiatan metabolism metabolisme. e. Ikan kerapu Epinephelus guttatus misalnya, pada suhu antara 19 - 28 0C keseringan makannya dapat meningkat dua kali lipat. Sebab pada suhu yang lebih tinggi itu pengeluaran tenaga dan pemeliharaan tubuhnya juga meningkat. Ukuran ikan juga berpengaruh terhadap jumlah konsumsi makanan per hari. Ikan-ikan kecil aktivitas metabolismenya lebih tinggi daripada ikan-ikan besar. Oleh karena itu perbandingan antara jumlah konsumsi makanan dan berat badannya juga lebih tinggi daripada ikan besar. Misalnya saja seekor ikan kerapu yang berbobot 250 gram, pada suhu antara 19 - 28 0C memb membut utuh uhka kan n maka makana nan n 1,7 1,7 - 5,8 5,8 % berat berat tubuh/hari. Tapi ikan yang berbobot 600 gram hanya membutuhkan makanan antara 1,3 - 3 % saja.
BAB II PERTUMBUHAN DAN MAKANAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami pengertian pertumbuhan ikan, aspek-aspek kuantitatif pada prinsip makanan dan hubungan antara pertumbuhan dan makanan. TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan Menjelaskan pengertian pengertian pertumbuhan pertumbuhan 2. Menyebutkan dan menjelaskan aspek-aspek kuantitatif pada prinsip makanan 3. Menjelaskan Menjelaskan hubungan hubungan antara antara pertumbuh pertumbuhan an dan makanan makanan
Pertumbuhan
Pertumbuhan dapat dianggap sebagai hasil dari dua proses yaitu, proses yang cender cenderung ung untuk untuk menuru menurunkan nkan energi energi tubuh tubuh yang yang menjad menjadii nyata nyata jika jika seekor seekor ikan ikan dipelihara dalam jangka waktu yang lebih lama tanpa diberi makanan dan suatu proses yang diawali dari pengambilan makanan dan yang diakhiri dengan penyusunan unsur-unsur tubuh. Pertum Pertumbuha buhan n sebaga sebagaii pertam pertambaha bahan n dalam dalam volume volume dan berat berat dalam dalam waktu waktu tertentu. tertentu. Pada umumnya umumnya berat individu ikan mengikuti mengikuti pola pertumbuhan pertumbuhan clarias gariepinus, jika berat ikan diplotkan dengan umur / waktu hasilnya adalah suatu kurva yang berbentuk sigmuid dengan titik infleksi yang menunjukkan pada titik tersebut pertumbuhan yang menurun di banding dengan pertumbuhan sebelumnya (Gambar 1).
800 700 600 500 400 300 200 100 0 50
100
150
200
250
Gambar 2.1. Kurva Pertumbuhan Berat pada Clarias gariepinus
Pertumbuhan = Growth = G = dw = wt - wo (gram). Laju pertumbuhan = Growth Rate = GR = dw/dt = (wt - wo)/t. Laju pertumbuhan relatif = Relatif Growth Rate = RGR RGR = dw/dt.w = (wt - wo)/t Berat rata-rata Aritmatik = Bwa = (wt + wo)/2 Berat rata-rata Geometrik = Bwg = exp [(In wt + In wo)/2].
Pada kurva pertumbuhan sigmoid (kurva berat), sekarang dapat dilihat bahwa laju pertumbuhan (growth rate) (GR = dw/dt) pertama-tama meningkat dan kemudian menurun dengan bertambahnya waktu. Growth rate maksimum dicapai pada titik infleksi dalam kurva pertumbuhan sigmoid, laju pertumbuhan relatif menurun dengan bertambahnya berat dalam waktu.
Body weight (g)
(g d-1)
(g.g-1 d-1)
Gambar 2.2. Berat tubuh, laju pertumbuhan dan spesifik growth rate pada ikan.
Sebagaimana diketahui bahwa pertumbuhan berat mengikuti pula eksponensial maka model pertumbuhannya adalah : 70
80
60
70 60
50
ln W T = ln W b +
50 ) 40 g ( t W 30
T W 40 n l
30 Wt = Wo e
20
20
W o 10
10 ln W o 0
0 0
2
4
6
8
1
2
3
4
t(d)
7
100 90
60
e t a r h t w o r G
6
t (d)
70
) 1 d g (
5
) 1 d W B % ( e t a r h t w o r g ic fi s e p S
50 40 30 20
GR = g W
10 0
80 70 60 50
g
SGR =
40 30 20 10 0
0
2
4 t(d)
6
8
1
2
3
4 t (d)
5
6
Gambar 2.3. Pertumbuhan eksponensial berat tubuh, GR dan SGR
Wt In wt Dimana : Wt Wo e g
= wo e gt = In wo + gt = berat pada waktu t = berat awal = dasar logaritma natural = Koefisien pertumbuhan
Dalam pertumbuhan secara eksponensial ini, spesifik Growth Rate adalah konstan. GR SGR
= dw/dt = gw = dw/dt w = g
Dengan kata lain koefisien pertumbuhan ini adalah logaritma natural dari perbandingan berat akhir dengan berat awal. gt gt
= In (wt/wo) = In wt - In wo
Dapat juga dihitung sebagai % berat rata-rata individu per hari SGR
= g = (In wt - In wo) / t x 100 % (% BW / hari) Model ini baik untuk waktu yang singkat / pendek, tetapi kurang baik apabila
digunakan untuk menghitung pertumbuhan seluruh hidup ikan (waktunya). Faktor
terpenting yang menentukan pertumbuhan ikan di dalam pemeliharaan ialah tersedianya makanan yang cukup. Makanan
Makanan dalam suatu usaha budidaya dapat dikenal dua kelompok yaitu makanan alami dan makanan tambahan, Jenis, bentuk serta banyaknya makanan yang diperlukan berbeda-beda bagi setiap jenis ikan yang mempunyai pilihan dan cara pengambilan makanan yang berbeda pula. Di dalam kolam, dengan pengarah dari bermacam-macam faktor, terjadilah serangkaian proses pertumbuhan yang menghasilkan makanan alami. Banyaknya makanan yang dihasilkan tergantung dari kesuburan alam atau yang sudah dibantu dengan jalan pemupukan. Pada cara pemeliharaan yang tradisional / ekstensif ikan yang dipelihara hidup semata-mata dari makanan alami yang dihasilkan di dalam kolam. Kemudian ada usaha-usaha memperbaiki kesuburan dengan jalan pemupukan dan penyediaan makanan tambahan. Semakin meningkat usahanya, makin banyak usaha dilakukan bagi penyediaan makanan. Pada usaha pemeliharaan intensif, kesuburan alami dapat sama sekali diabaikan dan makanan yang diperlukan sepenuhnya diusahakan secara pemberian makanan tambahan dengan bentuk dan susunan serta jadwal yang disusun secara teliti. Bentuk makanan hendaknya disesuaikan dengan besarnya ikan dan cara mengambil makanan. Makanan buatan (pellet) merupakan bentuk yang cocok dan paling banyak dipakai bagi berbagai jenis ikan, terutama pada usaha-usaha pembesaran seperti ikan mas, tawes, nila dan sebagainya. Keuntungan dari makanan buatan antara lain : ukuran dapat dibuat berbeda-beda menurut jenis dan besarmnya ikan, penggunaannnya mudah,mudah dimakan ikan dan mudah diawasi sehingga tidak banyak sisa terbuang serta mudah disimpan dalam keadaan kering. Pertumbuhan ikan yang baik, perlu didukung dengan pemberian makanan yang cukup mengandung protein, lemak dan karbohidrat serta vitamin dan mineral. Di dalam praktek, penyusunan didasarkan atas bahan-bahan hewani seperti tepung
ikan, daging dan kerang-kerangan dan bahan nabati seperti dedak, bungkil kedelai, tepung yang masing-masing terutama sebagai sumber protein dan karbohidrat. Sedangkan kebutuhan akan lemak dicampurkan dalam bentuk minyak nabati, levertran dan sebagainya. Perbandingan bahan-bahan tersebut dalam campuran, di samping perhitungan nilai gizi makanan yang tinggi, tentu saja perlu diperhatikan dalam segi praktis (mudah diperoleh sepanjang tahun, mudah dikerjakan) dan dari segi ekonomis biaya yang dikeluarkan dapat memberikan keuntungan yang setinggitingginya. Kualitas dan kuantitas makanan harus disesuaikan dengan jenis dan ukuran ikannya. Kualitas makanan tidak hanya ditentukan oleh nilai gizi makanan tersebut tetapi juga ditentukan oleh kemampuan ikan untuk mencerna dan mengabsorbsi makanan tersebut. Aspek-aspek kuantitatif pada prinsip makanan untuk pertumbuhan dapat membedakan antara pemberian makanan (F), laju konsumsi = feeding rate (FR) dan laju konsumsi relatif = relatif feeding rate yang biasanya dinamakan feeding level = tingkat konsumsi atau feed ration ( R ). FR = F/t (gr / hari). R = F/t/BWg x 100 % (% BW / hari) Rm (metabolic ration) = F/t/BWg 0,8 (gr/gr 0,8 / hari). Efisiensi pertumbuhan di ekspresikan sebagai % dari pemberian makan yang dikonversikan ke dalam pertumbuhan, biasanya dinamakan efisiensi konversi (CE). CE = (wt - wo)/F x 100% (%) Sedangkan konversi makanan (FC) adalah berat kering makanan yang diberikan dibagi dengan pertambahan berat tubuh ikan. FC = F/ (wt - wo) (gr/gr)
Hubungan antara Pertumbuhan dan Makanan
Tujuan utama pemberian makanan pada ikan secara umum untuk mencapai pertumbuhan individu atau populasi. Pertumbuhan setiap organisme, termasuk ikan dapat dianggap berasal dari 2 proses yang berlawanan; proses pertama cenderung untuk menurunkan energi tubuh (katabolisme) dan proses yang lain cenderung untuk menaikkan energi tubuh (anabolisme). Pembagian dari makanan yang dimakan pada proses untung dan rugi (gain + loss) disajikan pada Gambar 2.4. Energi yang diperoleh a. Jaringan b. Hasil reproduksi
Hasil
Energi yang Energi panas Dapat dime- a. Aktivitas sukarela Tabolismekan b. Aktivitas metabolisme Energi daya Pencernaan Penerimaan Makanan (jumlah energi)
Urine
Hilang
Ekskresi dari insang dan permukaan tubuh
Ekskresi feses Gambar 2.4. Pembagian dari makanan yang dimakan pada proses untung dan rugi (gain + loss)
Dalam gambar 2.5. Terdapat empat (4) ration yang berbeda yaitu RO (tanpa diberi makan), R. Maintenance, R. Maintenance, R. Optium dan R. Maksimum. 1. Ransum O (Ro) menghasilkan pertumbuhan negatif, yang disebabkan oleh adanya katabolisme substansi tubuh untuk menyediakan energi untuk fungsi utama
organisme hidup. Sehubungan dengan panas dari pembakaran di dalam tubuh (internal combustion) di hasilkan (panas yang hilang) dengan pengorbanan kandungan energi diri sendiri. 2. Ransum pemeliharaan (R. Maint), didefinisikan sebagai ransum makanan yang disediakan untuk pertumbuhan O. Pada ransum ini, energi yang dapat dimetabolismekan (ME) dipakai secara total (dibakar seluruhnya) ME dalam hal ini diubah menjadi panas (hilang). 3. Ransum optimal (R. Opt), yang didefinisikan sebagai ransum yang disediakan untuk perbandingan tertinggi antara pertambahan pertumbuhan dan penerimaan makanan (atau untuk nilai konversi makanan terendah). 4. Ransum makanan maksimum (R max) yang didefinisikan sebagai ransum makanan dimana pertambahan makanan tidak menghasilkan pertumbuhan extra. A
B
Growth Gmax
Conversion
Rate
efficiency
Gopt
R m
R opt
R max
R m
R opt
R max
Gambar 2.5. A. Hubungan antara pertumbuhan dan pemberian makanan ( R ). B. Hubungan antara efisiensi konbversi dan pemberian makanan
Pada kenyataannya ukuran ikan memberikan aspek yang berbeda pada makanan, metabolisme energi dan pertumbuhan. Dalam hal ini mengikuti suatu pola hubungan yang allometric :
Y = awb dimana, Y adalah nilai makanan, metabolisme atau pertumbuhan dan w adalah berat tubuh ikan dan a,b adalah konstanta yang nilai 0,67 - 1. Kalau ditransformasikan rumus umum tadi ke dalam logaritma, maka kita akan dapatkan persamaan = log Y = log a + b log w yaitu persamaan linier (Gambar 2.6).
y = (kJ fish-1 d-1)
ln y
y = aWb ln y = ln a + b ln W ln a
W (g)
ln W
Gambar 2.6. Hubungan allometric antara makanan yang diberikan, metabolisme dan pertumbuhan terhadap berat tubuh ikan.
Secara pasti nilai eksponen berat (b) tergantung pada relatif besarnya perbedaan suatu proses. Secara umum dapat dinyatakan bahwa proses pengambilan makanan,
metabolisme
dan
pertumbuhan
dapat
dikontrol
beberapa
yang
mempengaruhi antara permukaan dan volume (berat tubuh) tergantung pada proses.
Pertumbuhan
-
Pertumbuhan = Growth (G)
G = wt - wo (gram) -
Laju pertumbuhan = Growth rate (GR)
GR = (wt - wo)/t (gram/hari) -
Laju pertumbuhan spesifik = Specific Growth Rate (SGR)
SGR = (In wt - In wo)/t x 100% (% BW/hari) -
Laju pertumbuhan relatif berat metabolik = Metabolic Relatif Growth
Rate (RGRm) RGRm = (wt - wo)/t/BWg 0,8 (gr/gr 0,8 /hari) atau (gr/kg 0,8 /hari) -
Protein yang tersimpan = Retened Protein (Rp)
RP = (wt x Pt) - (wo x Po) (gr Protein) -
Energi yang tersimpan = Retened Energy (RE)
RE = (wt x Et) - (wo x Eo) (Kj) Catatan : PE dan PO dalam % ; ET dan EO dalam Kj/gram Pt = Protein ikan pada waktu t PO = Protein ikan pada waktu O EO = Energi ikan pada waktu O Et = Energi ikan pada waktu t
Makanan
-
Makanan = feed (F)
-
F = jumlah makanan yang diberikan (gram)
-
Laju makanan = Feeding Rate (FR)
-
FR = F/t (gram/hari)
-
Laju makanan relatif = Feeding level = Feeding ration ( R )
-
R = (f/t/BWg) x 100% (%BW/hari)
-
Metabolic ration (Rm)
-
Rm = f/t/Bwg 0,8 (gr/gr 0,8 /hari) atau (gr/kg 0,8 /hari)
-
Protein makanan = Gross Protein (GP)
-
GP = F x Pf (gram protein)
-
Energi makanan = Gross energy (GE)
-
GE = F x Ef (k)
Catatan : Pf = Protein dalam makanan Ef = Energi dalam makanan
–
Effisiensi Pertumbuhan
Konversi makanan = Feed Convertion (FC) FC = (F xBkf)/(wt – wo) (gr/gr)
–
Konversi efisiensi = Convertion Efisiency (CE) CE = (wt – wo) / (f x Bkf) x 100% (%) = 1/ FC x 100%
–
Konversi efisiensi protein (PCE) = Protein yang digunakan Apporent Net Protein Utilization (NPUA) NPUA = (wt x Et – wo x Eo) / (F x Ef) x 100% (%) = RE / GE x 100%
Catatan Bkf = berat kering makanan
BAB III STRUKTUR DAN FUNGSI ALAT PENCERNAAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami organ-organ pencernaan pada ikan, struktur dan fungsi kelenjar pencernaan. TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menyebutkan dan menjelaskan organ-organ pencernaan pada ikan 2. Menjelaskan peranan masing-masing organ pencernaan 3. Menjelaskan struktur dan fungsi kelenjar pencernaan
Seperti halnya pada hewan lain, alat pencernaan ikan terdiri dari saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan. umumnya saluran pencernaan, ikan terdiri dari segmen-segmen berikut : mulut, rongga mulut, faring, esofagus, lambung, pilorik usus, rektum dan anus. Sedangkan kelenjar pencernaan terdiri dari hati dan pankreas. Dalam mempelajari struktur alat pencernaan, pendekatan yang dilakukan mencakup pembahasan secara anatomis, histologis dan sitologis. Pendekatan ini dilakukan agar pembaca dapat dengan mudah melihat keterkaitan antara struktur dan fungsi alat pencernaan tersebut.
Struktur dan Fungsi Saluran Pencernaan
Secara anatomis struktur alat pencernaen ikan berkaitan dengan bentuk tubuh, kebiasaan makan dan kebiasaan memakan (katagori ikan) serta umur (stadia hidup) 'ikan memakan. Perbedaan struktur anatomis alat pencernaan antara ikan-ikan yang berbeda bentuk tubuhnya dapat dengan mudah dilihat misalnya antara ikan belut (Monoptealbus) dengan ikan bawal (Pampus sp). Walaupun kedua jenis ikan tersebut
termasuk kategori yang sama yaitu : karnivora, akan tetapi karena bentuk tubuhnya berbeda maka struktur anatomis alat pencernaannya berbeda. Berdasarkan kebiasaan makannya, ikan dibagi dalam 3 kategori yaitu : ikan herbivore, ikan-ikan yang sebagian besar makanannya terdiri dati tumbuhan. ikan karnivora ikan-ikan yang sebagian besar tekanannya terdiri dari hewan dan ikan omnivore, ikan-ikan yang makanannya terdiri dari tumbuhan dan hewan. Struktur saluran pencernaan beberapa iakan dapat dilihat pada Gambar 1.
Keterangan : a : ikan trout, Salmo gairdneri
b : ikan "catfish", Ictalurus punctatus c : ikan mas, Cyprinus carpio d : ikan bandeng, Chanos chanos Gambar 1. Struktur saluran pencernaan beberapa ikan
Perbedaan struktur-struktur anatomis alat pencernaan pada ketiga kategori ikan tersebut jelas terlihat. Perbedaan yang menyolok di antara ketiga kataqori ikan, tersebut terletak. Pada struktur tapis insang, struktur gigi pada rongga mulut, keberadaan dan bentuk lambung, dan panjang Utus. Secara rinci perbedaan struktur anatomis struktut tapis insang dan saluran pencernaan antara ketiga katagori ikan tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Perbedaan Struktur Anatomis di. antara Ketiga Katagori Ikan.
Organ/Sagmen Tapis Insang
Rongga Mulut Lambung
Usus
Herbivora Banyak, panjang sedang panjang dan rapat. Sering tidak bergigi. Berlambung palsu/ tidak berlambung.
Omnivora Sedang
Karnivora sedikit, pendek dan kaku
Bergigi kecil
Umumnya bergigi kuat, dan tajam. Berlambung Berlambung dengan dengan bentuk bentuk bervariasi. kantung. Sangat panjang Sedang, 2 - 3 kali Pendek, kadang lebih beberapa kali panjang tubuh pendek dari pada panjang tubuh. panjang tubuh.
Mulut Bagian terdepan dari mulut adalah bibir.
Pada tertentu, bibit ini tidak
berkembang dan malahan hilang secara total, karena digantikan oleh paruh atau rahang, seperti ditemukan pada ikan famili Scaridae Diodontidae, Tetraodontidae dan lain-lain. Pada ikan lain seperti : ikan belanak, Mugil sp.; ikan tambakan, Holostdma temmincki dan lain - lain, bibir berkembang dengan baik dan menebal, bahkan
mulutnya dapat disembulkan.
Nampaknya keberadaan bibir ini berkaitan dengan
cara mendapatkan makanan, sebab pada ikan-ikan yang disebutkan terakhir bibr dipakai sebagai alat untuk mengambil makanan. Di sekitar bibir pada ikan-ikan tertentu misalnya ikan ini (Ciarlas batrachus), ikan mas (Cyprinus Carpio) dan ikan Arawana (Sclerophagus formosus) terdapat sungut.
Sungut ini merupakan perpanjangan dari ujung lateral tonjolan bibir.
Tergantung pada jenis lkan, jumlah sungut ini sengat bervariasi sekali. Pada ikan lele, terdapat empat pasang sungut yaitu. a. Sungut mandibula bagian dalam. b. Sungut mandibula bagian luar, c. Sugut maksila, d. Sungut nasal. Keberadaan sungut ini erat kaitannya dengan kebiasaan makan ikan, ikan-ikan yang mencari makan didasar perairan umumn memiliki sungut. Dalam hal ini sungut berperan sebagai alat peraba atau pendeteksi makanan. Posisi mulut pada ikan sangat, bervariasi sebagai contoh: ikah mas, memiliki mulut yang terletak di ujung hidung (terminal), mulut pada ikan kuro Eletheronema tetradactylum terletak dekat ujung hidung (Sub terminal). Pada ikan julung-julung, Dermogenys sp mulut terletak di atas hidung (superior) dan pada ikan pari Dasyatis
sp, mulut terletak di bawah (inferior)., Posisi mulut ini ada kaitannya dengan'kebiasaan inakan ikan tersebut. Di samping posisi mulut, hal yang sangat penting diperhatikan terutama dalam kaitannya dengan makanan adalah ukuran bukaan mulut. Ikan-ikan predator umumnya memiliki ukuran bukaan mulut relatif lebih besar dibandingkan dengan ikan herbivora. Disamping terdapat perbedaan ukuran bukaan mulut antara katagori ikan yang satu dengan katagori ikan yang lain; untuk suatu jenis ikan yang sama, ukuran bukaan mulut ini berubah dengan perubahan ukuran ikan. Dengan demikian ukuran makanan, yang dapat ditentukan oleh suatu jenis ikan ditentukan oleh ukuran bukaan mulut ikan.
Pada pemeliharaan larva ikan,
kelangsungan hidup larva sangat ditentukan oleh ketersediaan pakan yang ukurannya sesuai dengan bukaan mulut larva. Ukuran rotifera yang disukai oleh larva ikan kakap, Lates calcarifer ketika, pertama kali makan adalah 33 - 25% dari ukuran bukaan mulutnya. Larva ikan Siganus guttatus menyukai makanan yang berukuran 62,5% dari
bukaan mulutnya. Pada ikan betutu, Oxyeleotris marmorata ukuran
protozoa yang disukai larva betutu berkisar antara 5,27 - 21,09% dari bukaan mulut maksimum sedangkan ukuran zooplankton yang pertama kali dimakan berukuran 43,15 - 47,23% dari bukaan mulut maksimum.
3.1.2. Rongga Mulut Di belakang mulut terdapat ruang yang disebut rongga mulut. Rongga mulut ini berhubungan langsung dengan segmen faring, oleh karenanya rongga mulut dan faring ini sering disebut rongga "Buccopharynx".
Secara anatomis organ yang
terlihat secara jelas terdapat pada rongga mulut adalah gigi, lidah dan organ palatin. Permukaan rongga mulut diselaputi oleh lapisan permukaan (epitelium) yang berlapis. Pada lapisan permukaan terdapat sel-sel penghasil lendir. Di samping itu juga. dapat organ penerima rasa yang dinamakan taste receptor atau taste bud. Organ pengecap tersebut umumnya terletak pada bagian lekukan dari. bagiah sub mucosa. Bagian dasar dari lapisan epitelium adalah lapisan otot bergaris. Dengan dihasilkannya lendir oleh permukaan rongga mulut maka berarti bahwa jalannya makanan menuju segmen berikutnya akan lebih dipermudah. Taste bud yang terdapat pada rongga mulut berfuhgsi sebagai penyeleksi makanan yang dimakan oleh ikan. Umumnya pendeteksian terakhir apakah, suatu benda merupakan makanan atau bukan adalah dibagian rongga mulut. Pada ikan yang mengerami telur pada rongga mulut (outh breeder) misalnya ikan mujair (Oreochromis mosambica), permukaan rongga mulutnya pada periode waktu tertentu memiliki tonjolan tonjolan serta keadaan hipertrofi atau hipotrofi. Keadaan tersebut berhubungan erat dengan siklus reproduksinya. Pada ikan yang memiliki gigi, gigi tersebut merupakan alat pencerna makanan
secara mekanik yang pertama. Gigi dalam pengertian yang sempit adalah organ keras terletak dalam mulut yang dibentuk terutama oleh dentin dan jaringan pengikat (pulpe) berperan dalam pengambil, mencengkeram, mecerna merobek, memotong atau menghancurkan makanan. Pada ikan herbivore terutama pemakan tumbuhan air, gigi dapat ditemukan walaupun ukuran dan jumlahnya tidak begitu berarti. Gigi pada golongan ikan ini masih diperlukan terutama untuk memotong atau mencabik makanan. Pada ikan-ikan herbivora pemakan Disamping terdapat gigi, pada rongga mulut juga terdapat lidah. Lidah pada ikan merupakan suatu penebalan dari bagian depan tulang archyoiden (basihial dan qlossohial ) yang terdapat di dasar mulut. tidak pada ikan diselaputi oleh epitelium
yang kaya akan sel mukus dan organ pengecap (taste bud ). Pada beberapa jenis ikan kadang kala ditutupi oleh gigi (gigi lingual).
Berbeda dengan hewan vertebrate
tingkat tinggi yang lidahnya dapat digerak-gerak dan, maka lidah ikan bersifat statis, dan tidak dapat digerakkan secara bebas.
Faring
Segmen berikutnya setelah rongga mulut adalah rongga pada bagian sisi kiri dan sisi kanan dari segmen faring terdapat insang. Bagian insang yang mengarah ke segmen faring adalah tapis insang. Pada ikan yang cara memperoleh makanannya dengan menyaring organisme air (plankton), maka proses penyaringan makanan terjadi di bagian/segmen ini. Pada hewan karnivora tapis insang ini tidak berfungsi sebagai panyaring makanan karena biasanya ukurannya pendek, kaku dan tidak rapat. Lapisan permukaan faring hampir sama seperti pada permukaan tongga mulut. Tipe sel yahg mendominasi lapisan permukaannya adalah sel mukus. Di bagian segmen faring, kadang kala masih ditemukan adanya organ pengecap (taste bud). Dengan adanya"taste bud", ini maka material yang bukan makanan dibuang melalui celah insang. Pada, ikan-ikan tidak memiliki organ pengecap, terdapat pemusatan sel
saraf dan jaringan yang berada tepat di bawah lapisan epitelium pada rongga Buccofarynx, seperti yang ditemukan pada ikan Gadusia chapra. Kelompok sel syaraf tersebut diduga berperan sebagai 'taste receptor primitif . Organ yang tersebut terakhir kadang kala tidak hanya terdapat pada dinding rongga buccopharynk tetapi juga terdapat pada bibir dan lidah. Sebagaimana telah dikemukakan di atas bahwa pada jenis ikan tertentu pada segmen faring terdapat gigi faring. Keberadaan gigi faring ini berhubungan erat dengan kebiasaan makanan. Gigi faring ini berkembang dengan baik pada ikan herbivore pemakan tumbuhan air dan ikan karnivora pemakan gastropoda. Dalam hal ini gigi faring digunakan untuk menyobek dan menggerus bahan tumbuhan dan gastropoda.
Esofogus
Segmen esofagus merupakan permulaan dari saluran pencernaan yang bentuknya berupa pipa (tabung). Panjang relatif segmen ini berkaitan erat dengan bentuk tubuh ikan. Pada ikan yang bentuk tubuhnya seperti ular (Anguilliform), ukuran esofagusnya relatif panjang. Pada ikan-ikan yang tidak memiliki lambung, segmen esofagus langsung berbatasan dengan usus depan. Pada ikan-ikan yang memiliki gelembung renang terdapat saluran yang menghubungkan esofagus dengan gelembuhg renang. Esofagus ikan laut berperan dalam penyerapan garam melalui difusi pasif sehingga konsentrasi garam air laut yang diminum menurun, sehingga memudahkan penyerapan air oleh usus belakang dan rektum. Dengan perkataan lain pada ikan laut esofagus ini berperan dalam osmoregulasi. Lapisan sub mucosa esofagus tersusun dari jaringan pengikat. Lapisan tersebut biasanya lebih tebal dibandingkan dengan lapisan sub mucosa pada segmen lainnya. Pada lapisan tersebut, kapiler-kapiler darah nampak terlihat jelas di antara jaringan pengikat.
Lambung Lambung merupakan segmen pencernaan yang diameternya relatif lebih besar bila dibandingkan dengan segmen lain. Besarnya ukuran lambung ini berkaitan dengan fungsinya sebagai penampung makanan.
Kemampuan ikan untuk
menampung makanan (kapasitas lambung) sangat bervariasi antara jenis ikan yang satu degan jenis ikan lainnya. Sebagai contoh, ikan sebelah (Limanda sp.) dapat menampung makanan 10% dari bobot tubuhnya; ikan Carassius carassius memiliki kapasitas lambung 21% dan ikan Sculpin sp. memiliki kapasitas lambung 30-50% dari bobot tubuhnya. Untuk ukuran ikan yang sama nampaknya kapasitas lambung ini berkaitan erat dengan kategori ikan dan bentuk tubuh. Pada ikan herbivore, lambung yang sesungguh (dilengkapi dengan kelenjar lambung) tidak dimilikinya akan tetapi bagian yang berfungsi untuk menampung makanan digantikan fungsinya oleh usus depan. Usus bagian depan ini bermodifikasi inenjadi dan kantung yang membesar (menggelembung) selanjutnya disebut lambung palsu. Lambung paisu ini ditemukan misalnya pada ikan mas. Walaupun secara umum lambung itu sama yaitu untuk menampung dan mencerna makanan, namun secara anatomis terdapat variasi dalam bentuknya. Berdasarkan bentuk anatomis, terdapat beberapa tipe lambung, yaitu: a.
Lambung berbentuk memanjang biasanya ditemukan pada beberapa jenis
ikan bertulang sejati. b.
Lambung berbentuk sifon, seperti ditemukan pada ikan golongan
Chondrichthyes dan pada kebanyakan ikan teleost. c.
Lambung kaeka, seperti ditemukan pada ikan : Polypterus, Amia dan
Anguilla.
Gambaran bentuk anatomis lambung tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Bentuk-bentuk Lambung Ikan Teleost (Sumber Bektin, 1958)
Keterangan : A = Squalius B = Gadus C = Squalus D = Mustelus E = Anguilla
a = gigi faring b = esofagus c = papila bertulang d = lubang pneumatikus e = lambung kardiak
f = lambung kaeka g = lubang pilorik h = lubang kelenjar lambung i = klep pilorik j = pilorik kaeka
Lambung ikan terdiri dari bagian kardiak, fundik dan pilorik. Secara skematik bagian-bagian tersebut dapat dilihat pada Gambar3.3.
Gambar 3.3. Skema Bagian -bagian lambaung pada beberapa deriils ikan ( sumber Bertin ,1958)
Keterangan : = Esofogus = Lambung Kardiak = Labung Kaeka = Lambung Pilorik
a = Cyprinus b = Esox c = Anguilla d = Raja e = Mugil
Pada beberapa jenis ikan, lambung mengalami modifikasi, menjadi gizar (gambar 3.4). Gizard ini sering ditemukan pada ikan-ikan herbivore atau limivora misalnya ikan-ikan dari famili Clupeidae, Characidae dan Mugilidae. Pada ikan Mugil sp. bagian pilorik dari lambung membesar/menggembung dan mengeras akibat
terjadi penebalan otot dan pada bagian epiteliumnya sering tordapat lapisan yang pengeras seperti zat tanduk. Gizard rneru.pakan kompensasi akibat ketidak sempurnaan atau ketidakberadaan gigi. Gizard ini dianggap lambung khusus pada golongan ikan mikrofa. Pada bagian gizard tidak terdapat kelenjar macam apa pun sehingga gizard benar-benar berfungsi untuk menggerus makanan.
Gambar 3.4. Gizar pada Ikan Belanak, Mugil sp. Dan Ikan Heterotis sp. (Sumber : Bertin, 1958)
Keterangan : A = Mugil B = Heterotis
a = Esofogus b = Gizard c = Pilorik kaeka
Seluruh permukaan lambung ditutupi oleh sel mukus yang mengandung mukopolisakharida yang agak asam. Di bagian luar sel epitelium terdapat lapisan lendir sebagai hasil sekresi sel mukus tersebut. Lapisan lendir tersebut berfungsi sebagai pelindung dinding lambung dari kerja asam chlorida. Dengan adanya lapisan lendir maka asam chlorida yang mengarah ke dinding akan dinetralkan sehingga ketika mencapal dinding lambung HCl, tersebut sudah tidak berbahaya lagi. Sel-sel penghasil cairan gastrik terletak di bagian bawah dari lapisan epitelium. Pada lambung gastrik ini terdapat di bagian kardiak depan hingga bagian fundik belakang dan biasanya tidak ditemukan pada bagian pilorik. Sel-selnya umumnya. berbentuk kubik dengan inti yang tidak beraturan dan biasanya terletak di bagian dasar sel. Permukaan sel yang, berbatasan dengan saluran gastrik memiliki
mikrovilli. Pada bagian dasar sel banyak ditemukan retikulum endoplasmik granula, hal ini berarti bahwa sel tersebut aktif melakukan sintesa protein. Mitokondria pada prinsipnya menyebar di bagian tengah agak ke permukaan sel. Pada bagian otot dekat permukaan sel banyak terdapat butiran-butiran padat. Butiran-butiran tersebut. adalah zymogen yaitu bahan yang akan zymogen yaitu bahan ayang akan menjadi enzim bila disekresikan ke luar sel. Kelenjar lambung pada ikan berbeda dengan kelenjar lambung yang ditemukan pada mamalia. Pada mamalia dapat dibedakan antara sel prinsipal atau sel pepsin yang mensekresikan enzim dengan sel pariental yang mensekresikan asam khlorida. Sel-sel kelenjar eksoktin pada lambung ikan sekaligus mensekresikan pepsin dan asam khlorida. Asam khlorida merupakan komponen cairan gastrik yang sangat.penting. Asam khlorida tersebut secara langsung berperan untuk melepuhkan makanan. Dengan adanya HCL makana yang keras seperti cangkang gastropoda,komponen tulang dan bahan keras lainnya dapat menjadi lunak. HCl menyebabkan pH
isi
lambung menurun, sehingga turunnya pH menyebabkan aktivitas enzim proteolitik terutama pepsin meningkat, dengan demikian maka pencernaan secara kimiawi dapat berlangsung dengan baik. -
memecah jaringan pengikat dan serat-serat otot,
-
mengubah osmolaritas gastrik sehingga Chyme yang bersifat
hioosmotik atau hierosmotik menjadi isoosmotik, -
mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin.
-
menurunkan pH hingga berada pada kisaran yang cocok uhtuk
aktivitas pepsin, -
mencegah pertumbuhan bakteri, dan
-
menstimulasi dihasilkannya sekretin dan
pankreas ozim pada Usus
sehingga dapat memacu sekresi bikarbonat dan enzim oleh pankreas. Pengaturan sekresi cairan gastrik ihi dilakukan oleh saraf dan hormon.
Sedangkan stimulus yang berperan dalam pengeluaran/sekresi cairan gastrik antara lain adalah pengembangan dinding lambung, ukuran partikel makanan dan suhu tubuh. Intensifnya pengasaman dan pencerjiaan makanan dapat dilihat dari laju pencernaan. Laju pencernaan akan meningkat 3-4 kali dengan meningkatnya suhu sebesar 10°C. Dengan demikian peningkatan laju, pencenaan akan meningkat 3-4 kali dengan meningkatnya laju pencernaan merupakan hasil dari peningkatan proses pengasaman dan aktivitas enzim pepsin cairan lambung.
Skema mekanisme
pembentukan asam khlorida pada segmen lambung diperlihatkan pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5. Skema Mekanisme Pembentukan Asam Clorida (HCL) pada Segmen Lambung ( Sumber : Hermat et.Cier, 1979)
Pada ikan Cyrinidae (Barbus conchorinus), Rombout (1977 dan 1978) telah berhasil mengidentifisikasi 4 tipe sel entero endokrin walaupun peran fisiologis dari hormon yang disekresikannya.masih belum bebas dan masih didiskusikan. Sedangkan pada mamalia, sekitar 6-11 tipe sel entero-endokrin teridentifikasi dengan baik. Walaupun peranan dari hormon-hormon gastrointestinal pada ikan masih belum begitu banyak terungkapkan, namun gambaran peranan dari hormon tersebut depat
dilihat pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6. Hormon Gastro - Intestinal pada Hewan (Sumber Herman Et.Cier, 1979)
Pada
:
gambar tersebut, gastrin berperan dalam menstimulasi sekresi asam
khlorida, ukus, enzim pepsin dan pergerakan lambung. Sekretin menstimulasi sekresi cairan empedu pada hati, dan sekresi air dan bikarbonat Sedangkan kholesistokinin memacu
pada pankreas.
sekresi enzim cairan bila dari kantung
empedu.Hormon-hormon yang disekresikan oleh sel-sel endokrin tersebut akan masuk ke dalam kapiler darah, dan kemudian melalui sistem sirkulasi hormon
tersebut akan dibawa untuk mencapai organ target. setelah mencapai organ target barulah hormon tersebut berperan sebagai pemacu atau penghambat kerja organ target tersebut. Berdasarkah strukturnya (baik anatomis, histologis maupun sitologis) juga bahan yang disekresikan oleh lambung, Maka jelaslah bahwa lambung berfungsi selain untuk menampung makanan juga untuk mencerna makanan, khususnya pencernaan secara kimiawi. Pada ikan, percernaan secara kimiawi dimulai di bagian lambung, tidak seperti halnya pada mamalia yang pencernaan secara kimiawinya dimulai di bagian rongga mulut. Hal ini terjadi karena hampir semua jenis ikan tidak memiliki kelenjar air liur.
Pilorus Pilorus merupakan segmen yang terletak antara lambung dan usus depan. Segmen ini sangat mencolok karena ukurannya yang mengecil/menyempit.
Pada
beberapa jenis ikan. Misalnya ikan belanak, ikan trout, ikan gabus dan, lain-lain. terdapat usus-usus kecil dan pendek yang disebut usus buntu. (Pyloric caeca). Jumlah pilorik ketika ini berkisar dari satu (ophlocephalus striatus) sehingga lebih dari seribu (salmo sp). Hal yang mencolok pada segmen ini adalah adanya penebalan lapisan otot melingkar
yang
mengakibatkan
terjadinya
penyempitan
saluran.
Dengan
menyempitnya saluran pencernaan pada segmen ini berarti berbahwa segmen pilorus berfungsi sebagai pengatur pengeluaran akanan (Chyme) dari lambung ke segmen usus.
Usus Usus merupakan segmen yang terpanjang dari saluran pencernaam. Pada ikan pembagian segmen usus lebih sederhana bila dibandingkan dengan hewan tingkat tinggi lainhya. Hal ini karena bentuk serta diameter usus relatif homogen mulai dari
bagian depan hingga bagian belakang. Dengan demikian sering usus ini hanya dibedakan atas usus depan dan usus belakang. Panjang usus ikan sangat bervariasi dan berhubungan erat dengan kebiasaan makanannya. Pada ikan herbivora, panjang usus beberapa kali lipat dari panjang tubuhnya sehingga posisi/kedudukan, usus ini dalam rongga perut menjadi melingkat-lingkar. Keadaan usus yang sangat panjang pada ikan herbivora merupakan kompensasi terhadap kondisi pakan. Makanan ikan herbivora mengandung banyak serat sehingga memerlukan pencernaan yang lebih lama. Pada bagian depan usus terdapat dua saluran yang masuk ke dalamnya yaitu saluran yang berasal dari kantung empedu (ductus cho1edochus) dan yang berasal dari pankreas (saluran pankreas). Pada ikan-ikan yang pankreasnya, menyebar pada organ hati (hepato pankreas) hanya terdapat satu saluran yaitu ductus choledochus. Pilorik kaeka merupakan usus tambahan yang terdapat pada bagian depan usus.
Tidak semua jenis ikan memiliki pilorik kaeka, dan pada ikan yang
memilikinya jumlah, bentuk, kedudukan serta hubungannya dengan usus sangat bervariasi sekali. Secara umum pilorik kaeka merupakan usus-usus kecil dan pendek yang terdapat di sekitar usus depan. Gambar 3.7. memperlihatkan secara anatomi-morfologi bentuk-bentuk usus pada ikan. Lapisan terdalam dari segmen usus adalah lapisan mukosa. Pada lapisan mukosa terdapat tonjolan-tonjolan (villi).
Pada ikan lele, kedudukan villi pada
dinding usus bagian depan dan tengah tidak beraturan sehingga membentuk jaringan seperti sarang tawon.
Gambar 3.7. Anatomi-morfologi bentuk-bentuk usus pada ikan (Sumber : Bertin , 1958)
c dan f = bentuk S Keterangan: a = bentuk seperti tabung d dan e = berbentuk gulungan dengan arah berlawanan b = berlekuk g dah h= berbehtuk lilitan
Pada ikan bertulang rawan (Chondrichthyes) villi pada dinding usus ini membentuk spiral (spiral valve) dengan bentuk yang beragam Adanya saluran empedu (ductus choledachus) dan saluran pankreas yang bermuara ke bagian usus depan menunjukkan bahwa di segmen usus depan masih terjadi proses pencernaan makanan. Sedangkan keadaan usus, yang panjang, villivilli yang ukurannya cukup tinggi serta membentuk jaringan dan adanya mikrovilli pada sel-sel kolumnar/enterosit menunjukkan adanya Pelipat gandaan luas permukaan usus. Ditunjang oleh kenyataan babwa sel yang dominan di segmen usus tersebut
adalah enterosit yang berfungsi untuk menyerap zat-zat makanan, maka jelaslah bahwa usus merupakan tempat terjadi proses penyerapan zat makanan.
Rektum Rektum merupakan segmen saluran pencernaan yaitu terujung., Secara anatomis sulit dibedakan batas antara usus dengan rektum. Namun secara histologis dapat dibedakan sehubungan dengan adanya katup rektum (rectal valve). Katup rektum ini merupakan penebalan lapisan sub-mukosa dan lapisan otot. Pada lapisan mukosa rektum terdapat peningkatan jumlah sel mukus, dan kadang-kadang granulosit. Fluktuasi jumlah sel mukus pada segmen rektum berkaitan dengan kondisi makanan dan katagori ikan. Pada ikan belut, jumlah sel mukus pada ikan yang dipuasakan menurun dengan tajam, penurunan jumlah sel mukus tersebut hanya pada segmen rektum. Jumlah sel mukus yang lebih banyak pada ikan-ikan Catla catla muda (karnivora) dibandingkan dengan ikan Catla catla dewasa (omnivora). Seperti halnya pada hewan lain, segmen rektum berfunsi dalam penyerapan air dan ion.Pada larva ikan , rektum berfungsi untuk penyerapan protein.
Kloaka Kloaka adalah ruang bermuaranya saluran pencernaan dan saluran urogenital. Ikan bertulang sejati (Teleostei), tidak memiliki kloaka, sedangkan ikai-ikan bertulang rawan (Chondrichthyes), meniiliki organ tersebut, misalnya pada ikan cucut, dipnoi dan sebagainya. Pada kloaka, saluran pencernaan masuk ke kloaka pada bagian bawah, sedangkan saluran urogenetalia masuk melalui bagian atas kloaka. Klep kloaka terdapat pada lubang pengeluaran.
Anus Anus merupakan ujung dari saluran pencernaan. Pada ikan bertulang sejati anus terletak di sebelah depan saluran genital.
Struktur dan Fungsi Kelenjar Pencernaan
Kelenjar pencernaan pada ikan terdiri dari hati dan pankreas. Kedua organ tersebut mensekresikan bahan yang akan digunakan dalam proses pencernaan makanan dan hasil sekresi kedua organ tersebut akan masuk ke usus depan melalui saluran "ductus choledochus" dan saluran pankreatik.
Dengan adanya hubutigan
antara kelenjar pencernaan dengan usus depan, makanan terbut berada di sekitar usus depan dan lambung.
Hati Hati merupakan organ penting yang mensekresikan bahan untuk proses pencernaan. organ ini umumnya merupakan suatu kelenjar yang kompak, berwarna merah kecoklatan.
Posisi hati pada ikai-ikan sangat bervairiasi pada ikan sidat
(Anguilla anguilla) hati terletak di bawah esofagus dari di belakang jantung. Organ
ini menutupi esofagus dan sebagian kecil usus depan. Pada ikan lele, hati menempati rongga badan di belakang jantung dan didepan lambung. Secara umum posisi hati terletak pada rongga bawah tubuh, di belakang jantung dan di sekitar usus depan. Di sekitar hati terdapat organ berbentuk kantung kecil bulat, oval atau memanjang dengan warna hijau ke biruan, organ ini dinamakan kantung empedu yang fungsinya untuk menampung cairan empedu. Hepatosit atau sel hati merupakan unit terkecil dari organ hati. Pada permukaan sel yang berbatasan dengan kapiler darah data saluran. Bile (Bile duct) terdapat mikrovilli, hal ini menunjukkan bahwa sel hati merupakan sel yang sangat
aktif baik dalam pengambilan nutrien maupun dalam sekresi bahan hasil metabolisme. Seperti halnya pada tel yang lain, organel pada sel hati meliputi antara lain: membran sel, inti, metakondria, retikulum endoplasmik granula dan badan golgi. Bahan cadangan nutrien yang umum terlihat pada sel hati adalah butiran lemak dan glikogen. Saluran bile terbentuk sebagai akibat bertemunya permukaan beberapa sel hati. Saluran bile saling bergabung dan pada akhirnya keluarlah satu saluran dari hati yang dilalui, oleh garam bile (bakal cairan empedu) yang disaluran hepatik. Saluran hepatik tersebut hubungan dengan kantung empedu melalui saluran sistik. Ketika berada di kantung empedu, cairan bile tersebut mengalami pemekatan yaitu dengan diserapnya sejumlah air oleh sel epitelium pada bagian dalam kantung empedu, sehingga cairan tersebut menjadi pekat, dan disebut cairan empedu.
Cairan ini
selanjutnya akan dikeluarkan dari kantung empedu melalui saluran sistik, kemudian akan melewati saluran. "ductus choledochus" menuju ke usus depan. Di usus depan, cairan ini akan digunakan dalam proses pencernaan. Secara umum hati berfungsi dalam metabolisme karbohidrat, metabolisme lemak dan dalam memperoduksi cairan empedu. Karbohidrat yang dikonsumsi oleh ikan akan dicerna di dalam saluran pencernaan hingga menjadi bahan yang sederhana yaitu glukosa. Glukosa ini akan diserap oleh dinding usus dari kemudian masuk ke dalam darah. Glukosa di dalam darah (vena) akan meninggalkan usus menuju hati. Di organ hati sebagian. besar dari glukosa tersebut akan termasuk ke dalam hepatosit secara mudah.
Di dalam hepatosit, glukosa diubah bentuknya menjadi glikogen
melalui kontrol enzim "Glicogen Synthetasell". Sel hati juga dapat menghasilkan glukosa dari bahan bukan karbohidrat melalui proses "gluconeogenesis". Bahan yang digunakan adalah asam amino (terutama alanin), glikoserol, laktat, dan piruvat. Beberapa jenis enzim berperan dalam proses.ini, terutama piruvat carboxylase, dan piruvat karboksiklinase.Glukosa yang dibentuk dari bahan bukan karbohidrat, ini kemudian dapat diubah mehjadi glikogen melalui proses "glikogenogenesis" dibandingkan dengan sel-sel lain, hepatosit merupakan tempat penyimpanan glikogen yang sangat penting.
Pada kebalikan dari proses pembentukan glikugen, glukosa dapat dibebaskan oleh sel hati dari bahan glikogen melalui proses "glikogenolisis" melalui pengaruh enzim fosforilase aktive. Dalam hal ini glikogen akan diuraikan menjadi glukosa-1fosfate, yang kemudian diubah meiijadi glukosa-6-fosfat. Bahan ini akan dihidrolisis secara cepat menjadi. bebas dengan bantuan enzim glukosa-6-fosfatase. Pada hewan yang dipuasakan kandungan glukosa darah pada vena hepaticus lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan glukosa darah pada vena portal (sebelum masuk ke organ hati).
Sebaliknya pada hewan yang aktif makan,
kandungan glukosa darah dalam vena portal lebih tinggi dibandingkan dengan di vena hepaticus dengan demikian sel hati mampu menyimpan dan melepaskan glukosa. Pembentukan dan penguraian glikogen ini berada dalam keseimbangan. Glukosa yang ditransportasikan melalui darah akan diambil oleh sel-sel pada tujuh organisme.
Di dalam sel glukosa dapat dioksidasi, dipolimerisasi menjadi
glikogen atau diubah menjadi lemak (trigleserida) atau Alanin. Kecepatan penggunaan glukosa oleh sel tergantung kepada kondisi metabolime.
Walaupun
demikian kandungan glukosa darah bervariasi secara sempit, sebab perbandingan antara jumlah glukosa yang dihasilkan dengan yang diambil oleh sel berada dalam jumlah yang imbang. Percepatan reaksi biokimiawi yang terjadi di hati, otot dan jaringan adiposit disebabkan oleh adanya pengaruh hormon dan saraf yang berorientasi pada dinainika metabolisme. Hati berperanan penting dalam metabolisme lemak. Lemak pada makanan makanan mengalami pencernaan di dalam rongga saluran pencernaan, kemudian diserap oleh sel epitellum usus. Lemak meninggalkan usus dalam bentuk asam lemak tanpa esterifikasi, bergabung dengan protein vetrice kemudian masuk ke dalam sel hati. Di hati kemudian akan berlangsung sintesa lipoprotein. Lemak yang disintesis dalam hati sebagian langkah disimpan dalam bentuk butiran-butiran lemak.Butiranbutiran lemak ini hampak jelas pada preparat sitologis.
Pada ikan-ikan tertentu
seperti ikan Cod, Gadus morhua, ikan cucut, Spinax sp., kandungan lemak dalam hati tersebut sangat tinggi. Pada jenis ikan lain seperti ikan mas, ikan sepat, Trichogaster
sp., lemak tidak.disimpan dalam organ hati akan tetapi pada organ viseral (di sekitar usus, gonad dan organ viseral lainnya). Sebagaimana telah disinggung di atas, bahwa hati merupakan kelenjar yang mensekresikan cairan empedu.Setelah melalui beberapa jenis saluran, hasil sekresi hati akan mencapai usus depan untuk kemudian digunakan dalam proses pencernaan di tempat tersebut. Cairan ernpedu merupakan cairan pekat yang berwarna hijau kebiru-biruan dan isotonik terhadap plasma. Cairan empedu tersebut tersusun oleh ion-ion: Na +; K +; Cl+; HCO3-; Ca++, Mg ++ dan bahan organik; pigmen empedu (bilirubin), protein, mukus dan lemak (Fosfolipid,kholesterol) . Cairan empedu hampir bersifat netral. Pigmen empedu (bilirubin) merupakan hasil sintesis hati yang berasal dari hemoglobin pada sel darah merah tua. Di usus, bilirubin akan diserap kembali dan kemudian kembali ke hati. Sebagian dari bilirubin pada usus akan dibuang melalui feces. Lesitin (fosfolipid) dibentuk di dalam sel hati, lesitin ini berperan dalam pembentukan micel. Kholestetol juga disekresikan oleh, hati, jumlahnya tergantung pada kholesterol, dalam pakan. Sterol dalam cairan empedu secara praktis tidak larut dalam air, namun pengabungan sterol dengan lesitin dan garam empedu membentuk micel sifatnya menjadi larut dalam air, sebagian besar dari micel tersebut dapat diserap dalam usus. Garam empedu merupakan bagian utama dari cairan empedu, garam ini sebenarnya yang berperan dalam pencernaan. Hepatosit dapat membentuk asam empedu (asam yang berasal dari kholesterol) yaitu asam kholik asam, khenodesoksikholik dan asam desoksiktiolik. Asam-asam tersebut dapat bergabung dengan taurin dan atau glisin membentuk asam glikholik atau taurokholik Di dalam empedu asam-asam tersebut bergabung dengan ion Na+, K+, Mg++ membentuk garam.Garam-garam empedu tersebut berperan detergen dengan cara membentuk micel dapat melarutkan lemak dalam air. Dengan adanya garam bikarbonat, empedu berperan dalam menetralkan chyme dari lambung yang bersifat asam.
Namun peranan utama garam empedu
adalah membuat stabil emulsi lemak yang berasal dari makanan,artinya dispersi lemak dalam air akan diperpanjang. Garam empedu bersama kholesterol, gliserid, asam lemak akah membentuk micel, micel ini keriudian akan diserap oleh dinding usus. Dengan dapat diserapnya micel berarti Cholesterol hasil hidrolisis lemak pakan dan vitamin yang terlarut dalam lemak (A, D, E, K) dapat diserap oleh tubuh. Kekurangan cairan empedu dapat menurunkan kecernaan lemak dan kekurangan vitamin-vitamin yang larut dalam lemak seperti vitamin K. Kekurangan vitamin K inilah yang merupakan penyebab hemorargi, yaitu pendarahan pada jaringan tubuh.
Pankreas Pankreas merupakan organ yang mensekresikan bahan yang berperan dalam proses pncernaan. Secara anatomo-histologis, pankreas ini ada yang berbentuk kompak dan ada yang difftis (menyebar) dintara sel hati (hepato pankreas). Letak pankreas berdekatan dengan usus depan sebab salurah penkreatik bermuara ke usus depan. Pada ikan sidat, Pankreas ini bentuknya kompak, memanjang di sekitar usus depan sedangkan pada ikan lain, pankreas terletak berdekatan dengan hati. Secara sitologis, pankreas memiliki dua tipe sel yaitu sel eksokrin dan sel endokrin. Sel-sel paling umum yang terdapat pada pankreas adalah sel eksokrin. Beberapa sel eksokrin tengahnya terdapat saluran yang akan dilalui oleh cairan hasil sekresi sel tersebut. Saluran-saluran kecil tersebut akan bergabung satu sama lain dan pada akhirnya akan terbentuk saluran yang keluar dari pankreas menuju usus depan, saluran tersebut disebut saluran pankreatik. Pada ikan-ikan yang pankreasnya menyebar pada organ hati maka saluran pankreatik yang bermuara di usus depan tidak ditemukan. Dalam hal ini cairan hasil sekresi pankreas eksokrin akan masuk ke usus depan bersama hasil sekresi hati melalui ductus choledocus. Hasil utama dari pankreas eksokrin ini adalah enzim pencernaan. Beberapa jenis enzim pencernaan yang disekresikan oleh pankreas eksokrin adalah :
-
Enzim protease yang terdiri dari tripsin, khimotripsin, elastase dan carboxy peptidase.
-
Enzim amilase
-
Enzim khitinase, dan
-
Enzim lipase Adanya gama bikarbonat pada usus sebagai hasil sekresi organ hati akan
meningkatkan pH chyme pada segmen usus. Keadaan demikian akan memacu aktivitas enzim pankreatik tersebut. Enzim proteolitik yang disekresikan oleh pankreas penting sekali peranannya dalam pencernaan protein sehingga menjadi bahan yang siap untuk di serap. Pada kondisi tidak ada cairan pankreas maka hanya 50% dari protein yang dikonsumsi yang dapat di serap. Demikian pula halnya dengan lipase pankreatik; bila tidak ada lipase pankreatik, maka 90% lemak yang dikonsumsi akan terbuang lewat feses. Pankreas endokrin (pulau-pulau langerhans) merupakan kelompok-kelompok sel yang ada di antara sel eksokrin. Oleh karena sel-sel tersebut merupakan sel penghasil hormon, maka posisinya selalu berhubungan dengan kaplier darah. Hal ini dapat dimengerti sebab hormon yang disekresikannya akan diteruskan ke organ target melalui sistem peredaran darah. Seperti halnya pada hewan tingkat tinggi, Pulau Langerhans memiliki beberapa tipe sel yaitu : Sel A (α ) yang mensekresikan glukagon; sel B (β ) yang mensekresikan insulin; dan sel D (γ ) yang mensekresikan somatostatin. Sel-sel A dan D biasanya berdekatan dan berada di bagian pinggir, sedangkan sel B terletak ditengah-tengah Pulau Langerhans. Meskipun insulin terutama berpengaruh terhadap metabolisme karbohidrat, akan tetapi ia juga berpengaruh terhadap metabolisme protein dan lemak. Insulin dapat menurunkan kadar gula. Di organ hati, insulin meningkatkan transportasi glukosa darah menuju sel hati, akan menstimulir sintesa glikogen dan lemak dari glukosa,
menghambat
penghancuran
protein,
dan
menghentikan
proses
glikogenolisis. Pada sel lemak (adiposit), insulin akan memacu masuknya glukosa,
sintesa glyserol dan asam lemak dengan pembentukan trigliserida. Pada sel otot, insulin akan meningkatkan masuknya gula ke dalam sel dan memacu pembentukan glicogen dari glukosa. Insulin juga akan memacu sintesis protein dengan meningkatkan masuknya asam amino ke dalam hati dan otot bergaris. Pada sel lemak, insulin akan memacu pembentukan triglicerid dari glicerol dan asam lemak. Insulin akan menyetop penguraian lemak dan menghambat kegiatan lipase-triglicerid. Glukagon merupakan hormon yang disekresikan oleh sel A pada Pulau Langerhans. Hormon glukagon dapat menstimulir pembentukan glukosa dari glicogen (glicogenolisis) dan menghambat pembentukan glicogen dari glukosa. Di samping itu glukagon juga berpengaruh terhadap metabolisme lemak. Penambahan hormon glukagon dapat meningkatkan penguraian lemak. Somatostatin merupakan hormon yang disekresikan oleh sel D. Hormon ini dapat menghambat Sel A dalam mensekresikan hormon glukagon, dan Sel B dalam mensekresikan hormon insulin. Di samping memegang peranan dalam metabolisme karbohidrat, protein dan mineral, hormon pankreatik juga berperan dalam keseimbangan hidro-mineral. Ikan sidat yang dihilangkan pankreasnya dan dipelihara di air laut memiliki mortalitas yang lebih besar bila di bandingkan dengan yang dipelihara di air tawar. Studi yang lebih baru pada ikan sidat telah menunjukkan bahwa hormon pankreas berperanan dalam pengaturan tingkat asam amino bebas pada cairan dalam sel pada media hiperosmotik.
BAB IV PENCERNAAN MAKANAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami sistem pencernaan pada ikan TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menyebutkan dan menjelaskan enzim-enzim yang berperan dalam pencernaan 2. Menjelaskan mekanisme pencernaan protein, lemak dan karbohidrat 3. Menjelaskan kecernaan makanan pada ikan 3. Menjelaskan dan mengaplikasikan metode pengukuran kecernaan makanan Pencernaan adalah proses penyederhanaan makanan melalui mekanisme fisik dan kimiawi sehingga makanan menjadi bahan yang mudah diserap dan diedarkan ke seluruh tubuh melalui sistem peredaran darah. Pencernaan secara fisik atau mekanik dimulai di bagian rengga mulut dengan berperannya gigi dalam proses pemotongan dan pengerusan makanan. Pencernaan secara mekanik ini dilanjutkan di segmen lambung dan usus yaitu dengan adanya gerakan-gerakan/konstraksi otot pada segmen tersebut. Pencernaan secara mekanik di segmen lambung dan usus terjadi secara efektif oleh, karena adanya tif. Pencernaan secara kimiawi dimulai di bagian lambung. Hal ini dikarenakan cairan digestif yang berperan dalam pencernaan secara kimiawi mulai dihasilkan di segmen lambung. Pencernaan ini selanjutnya disempurnakan segmen usus. Cairan digestif yang berperan dalam pencernaan di segmen usus berasal dari hati, dinding usus itu sendiri. 4.1. Enzim Pencernaan
Enzim adalah suatu katalisator biologis dalam reaksi kimia yang sangat dibutuhkan dalam kehidupan. Bahan dasar enzim adalah protein, sel hati dapat dikeluarkan dari sel melalui proses eksositosis. Enzim yang disekresikan keluar sel digunakan untuk pencernaan di luar sel (dinding rongga saluran pencernaan) (Ektracellular digestiot) sedangkan enzim yang dipertahankan di dalam sel digunakan
bentuk pencernaan di dalam sel itu sendiri (intracellular digestion). Enzim
berperan dalam mengubah laju reaksi, sehingga dengan demikian
kecepatan reaksi yang diperlihatkan dapat dijadikan ukuran keakatifan enzim. Aktivitas enzim dapat dinyatakan antara lain dalam bentuk unit enzim. Satu enzim adalah jumlah enzim yang mengkatalisis transformasi 1 mikromol substrat dalam waktu 1 menit pada suhu 25° C dan pada keadaan pH optimal (Weil, 1979).
4.1.1. Faktor - faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim Aktivitas enzim tergantung pada konsentrasi enzim dan subtrat, suhu, pH, dan inhibitor. Pengaruh konsentrasi enzim [E] terhadap kuantitas substrat yang diubah (transformasi) dapat dilihat pada Gambar 4.1.
V Vitasse
0
Konsentrasi enzim
E
Gambar 4.1. Grafik Pengaruh Konsentrasi Enzim Terhadap Kuantitas Bahan (Substrat) yang ditransformasi (Sumber : Wail, 1979)
Gambar tersebut memperlihatkan bahwa pada waktu tertentu (t1) peningkatan konsentrasi enzim menyebabkan peningkatan secara proporsional jumlah substrat yang transformasikan. Sebaliknya pada waktu (t2) konsentrasi enzim meningkatkan jumlah substrat yang ditransformasikan tetapi sudah tidak proporsional lagi. Jadi pada batas waktu tertentu kecepatan awal reaksi merupakan fungsi dari konsentrasi enzim (Gambar 4.2).
Kuantitas Substrat transpormee
3x 2x 1x
t0
t1
t2
waktu
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Konsentrasi Enzi Terhadap Kecepatan Reaksi Enzimatik (Sumber : Wail,1979)
Apabila konsentrasi enzim [E] diperhatiakan tetap dan konsentrasi substrat [S] dibuat bervariasi maka kecepatan reaksi pertama-tama akan meningkat secara cepat, tetapi jika [S] terus ditingkatkan, kurva akan cenderung mendatar. Pada nilai [S] yang tinggi tidak ada lagi peningkatan kecepatan reaksi, dalam hal ini kurva
cenderung sejajar dengan garis batas maksimal (asimtot) (Gambar 4.3)
V Vitesse
Vmax
Vmax/2
S Km
konsentrasi substat
Gambar 4.3. Grafik Pengaruh Konsentrasi Substrat Terhadap Kecepatan Reaksi Enzimatik (Sumber : Wail,1979)
Terjadinya kompleks enzim-substrat (E-S] telah membuka pandangan Michaelis dan Menten untuk menyusun suatu teori daya kerja enzim. Pembentukan kompleks tersebut dari komponen-komponennya berlangsung secara bolak-balik (reversible). E + S < ============== > E S Jika persamaan di atas ditranformasikan ke dalam hukum daya kerja massa maka
akan diperoleh persamaan berikut : dimana[E] = konsentrasi enzim [S] = konsentrasi substrat [ES] = konsentrasi enzim-substrat KM = nilai afinitas enzim untuk, suatu substrat atau konstanta Michaelis. Jadi konstanta Michaelis atau konstanta keseimbangan dissosiasi kompleks ES sama dengan konsentrasi substrat ketika kecepatan reaksinya mencapai setengah kecepatan reaksi maksimum. Secara nilai Km berkisar antara 10-2 m - 10-8 M. Harus bahwa dicatat adalah selalu ukuran afinitas enzim untuk substratnya. Semakin kuat interaksi E-S akan semakin banyak enzim yang bergabung dengan substrat dan semakin sedikit keberadaan enzim bebas. Jadi [E] akan lebih kecil dan (E-S] akan menjadi besar, konsekuensinya KM akan menjadi kecil. Afinitas suatu enzim untuk suatu substrat sama dengan 1/Km. Jika Km tinggi afinitasnya adalah lemah dan jika Km rendah maka afinitasnya kuat (besar). Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim dapat dilihat pada Gambar 4.4. Gambar tersebut memperlihatkan dua fenomena yang berbeda. Dalam zona suhu yang lebih rendah, antara suhu 0 dari 40° C, kecepatan reaksi meningkat seiring dengan meningkatnya suhu (kurva garis penuh). Peningkatan kecepatan reaksi ini disebabkan oleh pembentukan kompleks menjadi aktif ketika energi, panas untuk sisteni reaksi tersedia lebih banyak. Kemudian pada suhu lebih besar dari suhu optimum (di atas 45°C), maka peningkatan suhu akan menurunkan, kecepatan reaksi. Penurunan kecepatan reaksi ini karena di atas suhu tersebut enzim mengalami denaturasi sehingga tidak dapat menghasilkan produk. V Kurva denaturasi
Temperatur optimal
Kurva aktivasi Temperatur Gambar 4.4. Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim dapat dilihat
Perubahan pH berpengaruh baik terhadap enzim maupun substrat.
Pada
tingkat enzim. perubahan pH menyebabkan perubahan derajat ionisasi kelompok fungsional tertentu, jadi muatan positif atau negatif adalah penting, baik untuk pembentukan komplek enzim substrat maupun untuk mempertahankan konfirmasi tiga dimensi natif dari protein enzimatik. Pada tingkat substrat, perubahan pH akan mengubah derajat ionisasi, yang memungkinkan mendorong atau sebaliknya mencegah pembentukan komplek enzim substrat. Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim dikemukakan pada Gambar 4.5.
V
2
4
6
8
pH
Gambar 4.5. Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim
Sebagaimana terlihat pada Gambar tersebut, bahwa di luar pH optimum (lebih kecil atau lebih besar dari pH optimum), kecepatan reaksi berkurang dengan cepat. Walaupun demikian pada kenyataannya pH optimum sangat bervariasi tergantung pada jenis enzimnya. Sebagai contoh untuk pepsin, pH optimum berkisar antara 1,5 2. Kosentrasi ion hidrogen (pH) yang cocok untuk pencernaan secara enzimatik ditunjukkan oleh Gambar 4.6. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa setiap enzim mempunyal pH optimum yang berbeda-beda, tetapi kebanyakan enzim memiliki pH optimum yang mendekati netral (6-8). Decinormal HCl 1
2
gastric juice-1.77 Optimum untuk pepsin
3
Salivary enzymes irreversibly destroyed
4
Activity of pepsin ceases Invertin optimum
5
Gastric juice-infant Salivary enzymes destroyed Intestinal content-human Optimum for tryptic digestion of casein Saliva-notexposed to air-optimum for ptyalin
6
7
8
Ptyalin-average-exposed to air Human blood-7.35 Optimum erepsin-duodenal secretion Optimum for pancreatic lipase-(trypsin?)
9
Pancreatic juice
Gambar 4.6. Grafik pH Optimum untuk Aktivitas Enzim (Sumber : Wail,1979)
Enzim sangat pekat terhadap senyawa atau gugus diikatnya. Senyawa atau bahan tersebut senyawa yang dapat menyebabkan denaturisasi atau degradasi pada protein (enzim).
Dengan adanya bahan tersebut maka aktivitas enzim menjadi
terhambat, senyawa atau bahan tersebut dinamakan inhibitor. Tidak semua inhibitor merugikan; karena dalam sel, inhibitor dapat berfungsi sebagai pengatur reaksi enzim. Dalam hal ini inhibitor mengontrol produk reaksi enzimatik sehingga hanya cukup untuk kebutuhan sel saja. Di samping itu penggunaan inhibitor tertentu dalam beberapa hal memungkinkan untuk menentukan asal asam amino yang membuat bagian aktif suatu enzim dan berperan dalam pembentukan koplek E-S. Inhibitor terdiri dari inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompbtitif adalah inhibitor analog dengan substrat keberadaannya inhibitor tersebut akan berkompetisi dengan substrat untuk mengikat bagian yang aktif (penting) dari enzim. Dengan demikian enzim dapat bergabung baik dengan substrat maupun dengan inhibitor. Apabila enzim membentuk komplek dengan inhibitor (E-I) maka jelas enzim tersebut tidak dapat berfungsi sebagai katalisator sebab hanya kompleks E - S yang memungkinkan terbentuknya produk reaksi enzimatik. Daya kerja inhibitor kompetitif bergantung pada konsentrasi substrat, konsentrasi inhibitor, afinitas enzim terhadap substrat dan afinitas enzim terhadap inhibitor.
Contoh
inhibitor kompetitif adalah sulfanilamid. Inhibitor non-kompetitif dapat bergabung baik dengan enzim tetapi pada bagian yang bukan bagian penting/aktif, sehingga tidak ada kompetisi dengan substrat untuk bagian penting tersebut, dengan komplek E-S untuk membentuk ESI. Pengaruh inhibitor tidak dapat dihilangkan dengan penambahan substrat. Daya kerja inhibitor non kompetitif tergantung pada konsentrasi inhibitor dan affinitas enzim terhadap inhibitor. Telah dijelaskan sebelumnya bahwa enzim yang disekresikan ke dalam lumen
(rongga) saluran pencernaan berasal dari mukose laring, pilorik kaeka, pankreas dan mukosa usus. Enzim-enzim tersebut berperan sebagai katalisator dalam hidrolisis protein, lemak dan kharbohidrat menjadi bahan-bahan yang sederhana. Mukosa lambung, menghasilkan enzim protease dengan suatu aktivitas proteolitik optimalnya pada pH rendah. pH rendah ini diakibatkah adanya HCl yang dihasilkan oleh kelenjar yang sama dengan kelenjar enzim tersebut Pilorik kaeka yang merupakan bentuk perpanjangan dari usus, terutama mensekresikan enzim yang sama seperti pada bagian usus. Enzimnya terdiri dari enzim pencerna protein, karbohidrat dan lemak yang aktif pada pH netral atau sedikit basa. Cairan: pankreatik kaya akan tripsin, yaitu suatu protease yang aktivitas optimalnya sedikit di bawah pH basa, disamping itu juga mengandung amilase, mattase dan lipase. Sejumlah ikan tidak memiliki lambung dan pilorik kaeka sehingga aktivitas proteolitik terutama berasal dari cairan pankreatik.
Hasil dari studi tertentu memberikan dukungan yang jelas bahwa
komposisi cairan digestif berhubungan dengan makanan yang dimakan oleh suatu spesies ikan.
4.1.2. Proteinase Protein adalah bahan organik dengan berat yang tinggi, tersusun dari sejumlah asam, amino yang disatukan dalam ikatan peptid. Pada hidrolisis protein sederhaha hanya mengliasilkati asam amino, sedangkan hidrolisis protein yang berikatan dengan senyawa lain menghasilkan tambahan grup nonprotein. (grup prostetik).
Selama
pencernaan, rantai peptid dihidrolisis satu per satu menjadi asam amino atau grup asam amino.
Enzim-enzim pencernaan protein yang dikenal secara umum dapat
dilihat pada tabel 4.1. Enzim protease dibagi, ke dalam kelompok yaitu: endopeptidase eksopeptidase.
dan
Etidopeptidase berperan sebagai katalisator dalam menghidrolisis
rantai peptid bagian tengah dan rantai peptid yang sangat spesifik.
Sedangkan
eksopeptidase mengkatalisis dalam melepaskan ujung asam amino. Endopeptidase
dan eksopeptidase terdapat sebagai enzim intra selular maupun ekstra selular. Tabel 4.1. Enzim Pencernaan Protein pada Hewan Activator Activator Zymogen Enzym Autocalyst ENDOPEPTIDASE;PR Pepsinogen HCL Pepsin OTEINASES Pepsin Trypsinogen Enterokinase Trypsin Trypsin Chymotrypsin Trypsin Chymotrypsin Pepsin EKSOPEPTIDASE; Aino Peptidase Ma,MG,Zn PEPTIDASE Carbonypeptidase Zn Tripeptidase Dipeptidase Mn; Mg; Zn
Enzim endopeptidase yang berperan penting dalam pencernaan protein antara lain adalah pepsin. lambung.
Pepsin merupakan enzim yang disekresikan oleh mukosa
Enzim ini memiliki aktivitas proteolitik optimal pada pH 2. Pepsin
ditemukan pada seluruh hewan vertebtata kecuali pada ikan yang tidak memiliki lambung. Aktivitas pepsin tergantung pada pH, suhu dan jenis substrat.
Kekuatan
mencerna dari cairan gastrik bergantung pada jumlah pepsin pH. Konsentrasi enzim tertentu, aktivitas proteolitik dari cairan digestif akan mencapai maksimal pada pH lebih rendah dari 4. Cairan gastrik cukup mengandung HCl untuk mencapai pH di bawah 2. Makanan yang dimakan biasanya memiliki daya penyangga (buffer) yang berarti bahwa pH chyme, akan
lebih tinggi daripada pH cairan gastrik. Untuk
keperluan pengasaman isi lambung, jumlah asam yang disekresikan lebih penting dari pada konsentrasi asam pada sekresi sehingga lebih yang dimakan maka laju sekresi harus lebih tinggi. Kadangkala pada makanan dalam lambung, hanya lapisan luar dari makanan yang mempunyai nilai pH yang cocok untuk aktivitas pepsin, sedangkan bagian dalam mempunyai nilai pH yang lebih tinggi.
Konsekuensinya adalah pencernaannya terjadi secara bertahap, sehingga ketika lapisan luar telah menjadi cair baru kemudian lapisan berikutnya mengalami pengasaman dan selanjutnya akan dicerna hingga menjadi cair. Selain dipengaruhi pH, pencernaan di lambung juga disokong oleh konsentrasi pepsin yang tinggi, suhu yang tinggi dan gerakan lambung yang intensif. Sebagai hasil akhir dari hidrolisis enzim pepsin ini adalah proteoses, pepton dan peptides. Untuk dapat diserap, hasil hidrolisis enzim dihirolisis lagi oleh enzim eksopeptidase. Enzim endopeptidase lainnya adalah tripsin. Enzim ini disekresikan oleh pankreas eksokrin. Aktivitas tripsin ini kadang-kadang ditemukan dalam trak usus, hal ini disebabkan enzim tripsin ini telah diserap oleh mukosa usus. Tripsin aktif secara maksimal pada media basa yaitu pada pH 7-11, yang tergantung kepada substratnya. Sebagai hasil akhir dari hidrolisis enzim tripsin adalah Proteoses, pepton, peptides dan asam amino. Aktivitas proteolitik pada segmen usus umumnya menurun dari bagian depan ke arah bagian belakang dan enzim ini resisten terhadap autolisis di dalam usus. Walaupun demikian enzim yang ada pada hormon tersebut akan diserap kembali oleh dinding usus di bagian belakang (Ash, 1985).
4.1.3. Lipase dan Esterase Enzim yang berperan.sebagai katalisator dalam hidrolisis lemak adalah esterase, yang memecahkan rantai ester menjadi asam lemak dan alkohol. Enzim yang berperan sebagai katalisator dalam hidrolisis trigliserid biasanya disebut sebagai lipase, sedangkan enzim yang memedah ikatan etil butirat (esterase sederhana) adalah esterase.
Untuk menghidrolisis komponen ltmak komplek seperti fosfolipid,
kholesterol dan ware diperlukan enziin yang lebih spesifik, contohnya enzim Cholesterol esterase. Terdapat dua proses penting dalam pencernaan lemak, yaitu pertama emulsifikasi oleh bahan yang dapat menurunkan tegangan permukaan lemak dan yang kedua adalah pencernaan oleh lipase. Hidrolisis lemak oleh enzim lipase menghasilkan monogliserid dan asam lemak, dan sebagai hasil kerja bahan pengemulsi maka bahan hasil pencernaan terse-
but berbentuk butiran halus yang memiliki permukaan yang lebih luas untuk aktivitas enzim. Diduga bahwa semua jenis ikan memiliki enzim lipase. Pada ikan Scomber sp. dan beberapa jenis ikan lain, aktivitas lipase ditemukan pada ekstraksi pankreas, pilorik kaeka dan usus depan.
Pada ikan tilapia dan trout, aktivitas lipase juga
ditemukan pada segmen lambung.
Karbohidrase Karbohidrase merupakan. enzim yang ditemukan baik pada pankreas maupun usus. Pada ikan yang pankreasnya, menyebar di antara sel hati, enzim amilase ditemukan pada kantung empedu, hal ini berarti bahwa kantung empedu menerima sekresi pankreas. Pada ikan yang pankreasnya terpisah dari hati, misalnya ikan kembung (Scomberomorus sp.) pada kantung empedunya tidak ditemukan aktivitas amilase. Beberapa peneliti mendapatkan enzim amilase, maltase dan sakharase pada ekstrak hati, pankreas, esofagus dan usus ikan mas.
Terdapatnya amilase pada
ekstrak hati disebabkan adanya fragmen pankreas pada ekstrak hati tersebut, sebab sulit sekali memisahkan fragmen pankreas memisahkan dari hati. Kapoor (1976) menemukan beberapa jenis enzim karbohidrase seperti amilase, maltase, glikogenase dan sokrase padaekstrak ikan yang tak berlambung. Amilase juga sering ditemukan pada pilorik kaeka. ikan dan pada ikan air tawar (Teleost)
α amilase ditemukan pada seluruh jenis
α amilase ditemukan pada sepanjang saluran
pencernaan (Kusmina, 1980), walaupun demikian menurut penulis tersebut, aktivitasnya berkurang di usus belakang. Pada bandeng, Chanos chanos. Aktivitas karbohidrase terutana di usus dan pilorik kaeka. Jenis-jenis enzim, pencernaan dan organ penghasilnya disarikan pada Tabel 4.2.
Enzim Pencernaan dan Kaitannya dengan Makanan Telah diungkapkan sebelumnya bahwa berdasarkan jenis makanan yang biasa
dimakan, ikan dikelompokkan ke dalam tiga kategori yaitu herbivore, omnivore, karnivora. Berdasarkan perbedaan jenis makanan yang biasa dikonsumsi tersebut maka enzim pencernaan yang dihasilkan akan berkaitan dengan komposisi, makanan. Karbohidrase akan lebih banyak diproduksi oleh ikan herbivore, sedangkan proteinase secara kumulatif banyak diproduksi oleh ikan karnivora.
Tabel 4.2. Jenis-jenis Enzim Pencernaan dan Organ Penghasilnya Organ penghasil
Jenis Enzim yang Disekresikan
Lambung
Protease (pepsin) Amilase Lipase Esterase Khitinase
Usus
Lipase Enterokinase Aminopeptidase Diteptidase Maltase Laktase Sukrase
Pankreas
Protase Tripsin Khemotripsin Elastase Karboksipeptidase Amilase Lipase Khitinase
Aktivitas amilase pada ekstrak hati dan pankreas ikan mas kira-kira 100 kali
lebih tinggi dibandingkan dengan ikan "bluegill sunfish" dan "large mouth" bass. Demikian pula kadar amilase pada ikan trout. (karnivora) lebih rendah; dibandingkan dengan ikan mas.
Aktivitas amilolitik pada saluran pencernaan ikan mas dan ikan
Plecoglossus yang lebih tinggi dibandingkan dengan ikan salmon dan yellow tail
jack. Sebagai gambaran tentang aktivitas enzim dalam kaitannya dengan katagori ikan dapat dilihat pada Tabel 4.3. berikut ini. Tabel. 4.3. Hubungan antara katagori ikan dan Aktivitas enzim pencernaannya (Turpayev dalam Kapoor et a.l., 1976)
Spesies
Feeding habit
Aktivitas Amilase
Aktivitas Tripsin
Scardinlusi
Herbivora
1,0
0,4
Blicca
Omnivora
1,1
0,9
Alburnus
Omnivora
1,0
0,9
Aspius
Kanivora
0,15
1,2
Cyprinus
Omnivora
5,8
1,7
Pencernaan Protein, Lemak dan Karbohidrat
Telah
dijelaskan
sebelumnya
bahwa
pencernaan
makanan
adalah
penyederhanaan makanan yarig pada awaltiya berupa tolekul komplek menjadi molekul sederhana. Dalam proses pencernaan, komponen pakan yang berupa protein, lemak dan kharbohidrat harus dipecah menjadi senyawa-senyawa sederhana yang merupakah komponen-komponen penyusunnya. Nutrien yang berbentuk sederhana inilah yang dapat diserap oleh entetocyte dan diedarkan ke seluruh tubuh. Diakah memudahkan dalam proses penyerapan dan ransportasi, hanya nutrien yang sederhana inilah yang dapat digunakan untuk mensintesis senyawa baru (anabolisme) atau dioksidasi untuk menghasilkan energi (katabolisme).
4.2.1. Pencernaan Protein Enzim yang sangat berperan dalam pencernaan protein adalah proteinase, baik yang oleh kelenjar lambung, pankreas maupun dinding usus. Di lambung protein
dalam pakan akan mengalami denaturisasi oleh kerja HCl dati dihidrolisis dengan katalisator enzim pepsin, protein yang dicerna terebut akan berubah menjadi peptid. Pencernaan di lambung merupakan suatu persiapan untuk pencernaan di usus. Seperti halnya pada manusia bahwa hanya bentuk polipeptid dan sedikit asam amino ke usus depan.
Di usus, peptid akan mengalami hidrolisa dengah enzim
karboksipeptidase, tripsin, khimotripsin dan elastase sebagai katalisatornya, menjadi polipeptid, tripeptid. dan dipeptid. Enzim-enzim tersebut disekresikan oleh pankreas eksokrin. Selanjutnya oligopeptid ini akan dibidrolisis dengan enzim peptidase yang disekresikan oleh dinding usus sebagai katalisatornya, sehingga menjadi bentuk tripeptid, dipeptid dan asam amino.
Hidrolisis berikutnya untuk
senyawa tripeptid dan dipeptid dilakukan enzim tripeptidase dan dipeptidase hingga akhirnya menjadi asam amino. Hidrolisis tripeptid dan dipeptid dapat terjadi ketika bahan tersebut masih berada dalam rongga usus (Extracellular digestion) atau ketika tripeptid dan dipeptid tersebut telah diserap oleh enterosit (intracellular digestion). Pada ikan yang memiliki pilorik, kaeka, hidrolisis protein (peptid) dikatalisasi oleh enzim terutama yang berasal dari pankreas. Pada ikan-ikan yang tidak berlambung pencernaan protein terjadi di usus depan dengan demikian enzim protease yang bakerja dalam bidrolisis protein sebut terutama berasal dari pankreas. Untuk mencapai hasil hidrolisis yang maksimal dan untuk memaksimalkan kemampuan pengasimilasi nutrien, ikan-ikan yang tidak berlambung biasanya memiliki usus yang panjang. Demikian pula halnya dengan ikan yang baru menetas (larva), pada stadia larva, lambung belum terbentuk sehingga fungsi lambung diganti oleh usus depan. Dalam hal ini makanan yang dimakan ditampung di usus depan, di tempat itu pula pencernaan protein, lemak dan karbohidrat dimulai. Larva ikan baik yang nantinya akan menjadi ikan karnivora, herbivore maupun omnivora memiliki usus yang pendek. Dengan demikian kompensasi larva ikan untuk melakukan proses pencernaan dan penyerapan nutrien ialah dengan cara memakan hewan renik (zooplankton) Zooplankton ini selain mengandung nilai gizi yang tinggi juga mudah dicerna karena mengandung enzim yang dapat berperan
dalam autolisis Sebagai akibat adanya HCl pada lambung, makanan yang dimakan mengalami pengasaman sehingga ketika makanan sudah berbentuk bubur (Chyme), pH nya rendah makan (di bawah 4). Ketika chyme masuk ke usus depan,
chyme akan
bercampur dengan cairan empedu dan cairan pankreas yang selain mengandung enzim juga banyak mengandung bikarbonat. Cairan empedu yang sifatnya basa dan adanya ion bikarbonat dari pankreas menyebabkan naiknya pH chyme pada usus. Dengan kondisi pH chyme yang basa, maka enzim pankreatik dan enzim dari mukosa usus dapat bekerja secara optimal.
4.2.2. Pencernaan Lemak Pencernaan lemak mulai di bagian lambung, akan tetapi pencernaan di sini tidak begitu efektif. Pencernaan lemak secara intensif terjadi di bagian usus, dalam hal ini lemak dihidrolisis dengan katalisator enzim lipase pankreatik. Enzim lipase pankreatik menghidrolisis trigliserid menjadi monoglisetid dan asam lemak. Hampir 80% lemak yang dikonsumsi, hidrolisisnya dikatalisis oleh enzim pankreatik. Dehidrolisa dengan adanya garam empedu yang berfungsi sebagai pengemulsi lemak maka terbentuk partikel lemak berukuran kecil yang disebut "micelles". Micelles ini umumnya mengandung asam lemak, monogliserid dan kholesterol. Partikel lemak dalam bentuk micelles ini siap untuk diserap oleh dinding usus (enterosit).
4.2.3. Pencernaan Karbohidrat Karbohidrat dalam pakan umuninya berbentuk senyawa polisakharida, disakharida dan monosakarida. Karbohidrat tersebut dapat berasal dari tumbuhan (zat tepung, serat, selulosa dan fruktosa) dan dari tubuh hewan (mangsa) yaitu berbentuk glicogcen. karena ikan tidak memiliki kelenjar air liur (salivary gland ) , maka pencernaan karbohidrat dimulai di bagian lambung. Walaupun tidak banyak pustaka yang menjelaskan tentang pencernaan karbohidrat di segmen lambung namun pada ikan gabus dan ikan belanak aktivitas amilase pada lambung telah diungkapkn oleh
Seshadri (1967) dalam Kapoor et al. (1975). Pencernaan karbohidrat secara intenisif terjadi di segmen usus yaitu dengan adanya enzim amylase pankreatik. Pada segmen usus amilum (zat tepung) dan glikogen dihidrolisis oleh enzim amilase menjadi maltose dan dekstrin. Kemudian maltose dan dekstrin ini akan dihidrolisa oleh enzim laktase limit dekstrinase menjadi glukosa. Disakharida dihidrolisis oleh enzim laktase atau sukrase menghasilkan galaktosa, glukosa dan fruktosa.
Pada dinding usus
galaktosa dan fruktosa akan diubah menjadi glukosa. Sellulosa akan dihidrolisis dengan enzim sellulase sebagai katalisatornya menjadi sellobiose, kemudian sellobiose akan dihidrolisis dengan, enzim sellobiase sebagai katalisatornya menjadi glukosa. Dengan bentuk glukosa ini karbobidrat dapat diserap oleh dinding sel (enterosit).
Kecernaan Makanan
4.3.1. Permasalahan Dalam Pengukuran Kecernaan Makanan pada Ikan Nilai kecernaan suatu makanan atau disebut juga dengan koefisien pencernaan (digestibility) disamping dengan menggambarkan kemampuan ikan dalam makanan juga dapat menggambarkan kualitas yang dikonsumsi oleh ikan. Informasi tentang nilai kecernaan suatu bahan makanan atau suatu makanan sangat penting sebagai dasar dalam menilai mutu makanan dan dalam merancang ransum. Sebagaimana telah diungkapkan dalam bab-bab sebelumnya bahwa makanan yang dikonsumsi oleh ikan akan dicerna, dan bagian yang tercerna akan diserap oleh dinding usus.
Dalam proses pencernaan, tidak semua komponen makanan yang
dimakan dapat dicerna menjadi bahan yang dapat diserap, sebab pada kenyataannya selalu ada bagian yang tidak dapat dicerna. Bagian tersebut akan dikeluarkan dari tubuh ikan dalam bentuk feses. Jadi pada prinsipnya, penentuan nilai kecernaan suatu bahan/makanan adalah memperbandingkan kadar nutrien atau energi akan dengan kadar nutrien atau energi pakan dengan kadar nutrien atau energi feses dan satunnya
dinyatakan dalam persen. Kecernaan makanan dapat diungkapkan dalam bentuk kecernaan bahan kering, nutrien (protein, lemak dan karbohidrat) dan energi. Dengan demikian, untu dapat mengukur nilai-nilai kecernaan yang disebut di atas, haruslah dilakukan pengukuran kandungan bahan kering, protein, lemak, karbohidrat dan energi, baik pada makanan maupun pada feses. Berdasarkan hasil penelitian, diketahui bahwa feses ikan mengandung 80-85% air dan 15-20% bahan padat (organik dan mineral). Bahan padat mengandung fraksi makanan yang tidak dapat dicerna, mukus, sel-sel yang rusak, enzim dan bakteri. Sebagian dari feses berasal bukan dari makanan yang tidak dicerna melainkan berasal dari tubuh ikan itu sendiri (endogen).
Bagian ini relatif keci1 jumlahnya
dibandingkan dengan komponen makanan yang cerna. Sehubungan dengan adanya kornponen feses yang berasal dari tubuh ikan itu sendiri, maka dikenal ada dua macam nilai kecernaan, yaitu: Kecernaan total ('apparent digestibility' ) dan Kecernaan murni ('true digestibility' ). Tabel 4.4. Kandungan nutrien dan energi dalam makanan dan feses ikan
Komponen
Makanan
Feses
Protein (N x 6,25)
46,6
21,1
Lemak
11,4
1,1
Mineral
10,1
21,8
Energi (Cal/g)
5207
3625
a. Kecernaan Total
Dalam perhitungan kecernaan total, semua komponen dalam feses dianggap berasal dari makanan yang dikonsumsi, sehingga rumusnya dinyatakan sebagai berikut: DA
=
IxF x 100 F
DA = Kecernaan Total
I F
= Jumlah makanan yang dikonsumsi, yang dapat dinyatakan dalam gram nutrien atau dalam satuan energi. = Jumlah feses yang dihasilkan setelah ikan mengkonsumsi pakan sebesar I. Besaran F dapat dinyatakan dalam gram nutrien atau dalam satuan energi.
b.Kecernaan Murni
Dalam perhitungan kecernaan murni, hanya komponen feses yang berasal dari pakan yang diperhitungkan, sedangkan komponen feses yang bersifat endogen tidak diikut sertakan. Besarnya komponen feses yang bersifat endogen dapat diketahui dengan mengukur kadar nuttien tertentu misalnya protein, pada feses ikan yang diberi pakan yang tidak mengandung protein. Pada Kenyataan pengukuran murni sulit dilakukan, sebab kebanyakan ikan tidak dapat hidup normal apabila pakannya tidak mengandung nutrien tertentu. Rumus yang digunakan untuk menghitung kecernaan murni, adalah sebagai berikut: DT
=
I - (F - FE ) x 100 I
DT = Kecernaan Murni I = Jumlah makanan yang dikonsumsi F = Jumlah feses yang dihasilkan FE = Jumlah komponen feses yarig bersifat endogen. I, F dan Fp, dapat dinyatakan dalam gram nutrien atau satuan energi Berbeda dengan hewan darat, pengukuran kecernaan makanan pada ikan (hewan air) relatif lebih sulit, sebab banyak permasalahan yang harus diatasi. Permasalahan, tersebut antara lain pengumpulan feses dan pencucian feses. c. Pengumpulan Feses
Mengumpulkan feses yang terdapat di dalam air lebih sulit daripada mengumpulkan feses yang ada di luar air, dan kesulitan tersebut bertambah lagi apabila feses tersebut berupa partikel, yang kecil. Untuk mendapatkan nilai kecernaan makanan yang akurat, feses yang benarbenar bebas dari sisa pakan.
Feses yang terkontaminasi oleh sisa pakan akan
memberikan nilai yang bias. Kontaminasi tersebut dapat dihindari dengan mengeluarkan sisa pakan, dari wadah pengukuran sebelum pengumpulan feses dimulai. d. Pencucian Feses
Proses pencucian feses oleh air dimulai sesaat setelah feses keluar dari anus. Windell et al. (1979) mengemukakan banyak feses yang dilepaskan ke dalam air mengalami pencucian secara maksimal selama satu jam pertama setelah pelepasah feses berlanjut hingga jam ke empat. Sejak jam ke empat hingga jam ke pencucian yang terjadi sangat sedikit (Tabel 4.5). Keberadaan feses dalam air selama 1 jam neningkatkan koefisien pencernaan bahan kering dan lemak berturut-turut sebesar 11,5; 10,0 dan 3,7persen.
Dengan demikian pencucian feses oleh air akan
menyebabkan kadar hutrien dan energinya menurun, akibatnya nilai kecernaan makanan akan meningkat.
Apabila masalah pencucian tidak dihindari, maka
tingginya nilai kecernaan makanan bukan disebabkan oleh tingginya kualitas pakan akan tetapi oleh teknik pengukurannya (metoda pengumpulan feses) yang knrang memadai. Tabel 4.5. Hubungan Antara Waktu Pengumpulan Feses, Pencucian Nutrien dan Koefisien Pencernaan Makanan (Makanan Kering) pada Ikan Trout, Salmo gairdneri (Windell et al., 1979).
Waktu pengumpulan feses Feses ari asil pembedahan 0d Feses dari hasil penyaringan 1e 4 8
Digestibility Bahan keringa
Protein kasar b
Lemak kasar c
54.7± 0.97
80.5± 0.82
83.9±
66.2± 0.69 69.4± 0.41 69.7± 0.40
90.5± 0.53 90.4± 0.21 92.4± 0.47
87.6± 0.30 90.3± 0.67 90.2± 0.31
71.8± 0.54
16
90.5± 0.89
92.1± 0.20
Keterangan a → F = 70,19; df = 4,25; P ≤ 0,05 b → F = 56,35; df = 4,25; P ≤ $0,05 c → P = 59,77; df = 4,15; P ≤ $0,05 d → feses diambil pada 2,5 cm bagian usus yang terbelakang. e → feses diambil pada 2,5 cm bagian usus yang terbelakang dan direndam dalam air selama 1 jam, rata-rata kecernaan bahan keringnya adalah 65,5% t 0,66.
4.3.2. Metode pengukuran kecernaan makanan Seperti halnya pada hewan darat, ada dua metoda yang biasa digunakan dalam mengukur kecernaan makanan pada ikan, yaitu metoda langsung dan metode tidak langsung. a.Metode Langsung
Pengukuran kecernaan makanan dengan menggunakan metoda langsung biasa diterapkan pada level individu. Pada metode ini semua makanan yang dikonsumsi dan semua feses yang dikeluarkan oleh ikan seiama fase pengukuran (24 jam) harus diukur. Pada pengukuran ini, biasanya ikan diberi makan secara adlibitum, (kenyang) dan pemberian pakannya dilakukan setelah semua isi perut ikan kosong (melalui pemuasaan). Dengan cara demikian semua feses yang dikeluarkan benar-benar berasal dari makanan yang dimakan pada saat pengukuran dimulai. Rumus yang digunakan untuk menghitung kecernaan makanan adalah sebagai berikut: DA
=
IxF x 100 I
DA = Kecernaan Total I = Jumlah makanan yang dikonsumsi F = Jumlah feses yang dihasilkan Nilai I dan F dapat dinyatakan dalam, bentuk, bahan kering, nutrien atau energi. Kesulitan pengukuran kecernaan dengan menggunakan metode ini terletak pada pengukuran/penentuan jumlah total makanan dan jumlah total feses yang
dihasilkan. b. Metode Tidak Langsung
Kesulitan yang dihadapi dalam nilai kecernaan makanan secara langsung mendorong orang mengukur nilai kecernaan makanan dengan menggunakan metode tidak langsung. Dalam metode ini penentuan jumlah total makanan yang dikonsumsi dan pengukuran jumlah total feses yang dihasilkan tidak. dibutuhkan Untuk menghitung nilai kecernaan suatu bahan makanan atau makanan, maka ke dalam pakan yang akan diukur nilai kecernaannya ditambahkan indikator. Untuk menghitung nilai kecernaannya digunakan rumus sebagai berikut: DA DA Ip If Np Nf
lp Np = 100 - 100 x x If Nf = Kecernaan Total = Persentase indicator dalam pakan = Persentase indicator dalam feses = Persentase nutrien dalam pakan = Persentase nutrien dalam feses Untuk menghitung nilai kecernaan bahan keringnya digunakan rumus :
DA
lp Np = 100 - 100 x x If Nf Di dalam memilih bahan yang akan digunakan sebagai indikator, beberapa
persyaratan perlu diperhatikan yaitu: 1)
Indikator, merupakan bahan yang dapat bercampur secara merata dengan bahan makanan selama perjalanan dalam saluran pencernaan.
2)
Indikator, merupakan bahan yang tidak dapat dicerna dan diserap.
3)
Indikator haruslah merupakan bahan yang tidak berpengaruh negatif terhadap organiame (hewan uji). Sehubungan dengan syarat-syarat yang dikemukakan di atas, saat ini ada
beberapa jenis indikator yang biasa digunakan. Indikator-indicator tersebut antara lain adalah:
1.
Bahan organik yang resisten terhadap hidrolisis atau Hidrolysis Resistant organic Matter (HROM), dengan baban dasar berupa selulosa dan khitin
(Buddington, 1980). 2. Silika (Hichling, 1966). 3. Serat kasar (De Silva dan Perrera, 1983). 4. Hydrolisis Resistant Ash
atau Acid Insoluble Ash (AIA) (Bowdn, 1981).
5. Chromic Oxide (Cr203). Di antara kelima indikator ini, Cr 203 yang paling umum digunakan. Persentase Cr 203 yang ditambahkan ke dalam makanan biasanya sebesar 1%. Selain faktor ekofisiologis ikan, faktor lain yang dapat mempengaruhi nilai kecernaan makanan adalah faktor teknis dalam pengumpulan feses.
Sebagaimana telah
dijelaskan sebelumnya bahwa begitu feses dikeluarkan dari anus dan kontak dengan air maka proses pencucian mulai terjadi. Jadi jelaslah bahwa lamanya kontak feses dengan air akan menentukan derajat pencucian.
Pada kenyataannya teknik
pengumpulan feses berpengaruh terhadap ada atau tidak ada serta lamanya kontak feses dengan air. Dengan demikian, teknik pengambilan feses dapat mempengaruhi nilai kecernaan pakan. Beberapa teknik pengambilan feses dalam rangka mengukur nilai kecernaan pakan yang diungkapkan dalam beberapa pustaka adalah sebagai berikut: a. Pengambilan feses dari bagian rektum (Nose, 1960). b. Pengambilan feses melalui penyedotan atau pembedahan isi rektum ikan (Windel et al., 1978). c. Menempatkan ikan pada ruang metabolisme diikuti oleh pengumpulan fesesnya (Smith, 1971). d.
Pengambilan feses melalui pipa pengendap (agino, et al ., 1973).
e.
Pengumpulan feses melalui alat pengumpul otomatis (Chodbert et al , 1979).
Masing-masing Metode pengumpulan feses yang diungkapkan, di atas memiliki kelebihan dan kekurangannya.
Namun yahg perlu diperhatikan dalam
pengukuran kecernaan pakan adalah bagaimana mengupayakan agar kontak feses dengan air sesingkat mungkin.
Kecernaan Protein Kecernaan protein umumnya tinggi (85-95% untuk tepung ikan) akan tetapi dapat bervariasi berdasarkan beberapa faktor, antara lain asal protein, ukuran partikel dan perlakuan terhadap sumber protein sebelum atau pada saat pembuatan pakan (Choubert, 1983). Di samping itu faktor lain yang mempengaruhi kecernaan protein adalah jumlah konsumsi pakan, ukuran ikan, suhu dan komponen non protein dalam pakan, (Hasting, 1969 dan Peffer, 1982). Windell, et al. (1978) menyatakan bahwa pada ikan trout, kecernaan protein menururn dengan meningkatnya kandungan pati (karbohidrat) dalam pakan. Tabel 4.6. menggambarkan tentang nilai kecernaan protein ikan (tepung ikan lemuru) yang diukur dengan menggunakan ikan trout sebagai hewan uji. Tabel 4.6. Koefisien Kecernaan Total Tepung Ikan Lemutu Ditentukan dengan menggunakan Ikan Trout Sebagai Hewan Uji (Cho & Stinger, 1970 dalam Cho, et al., 1982)
Metode Protein Kasar Koefisien Kecernaan Pengumpulan dan Tepung Bahan Protein Feses Ikan Kering Kasar 1. Ruang Metabolisme 75,8 2. Pembedahan Usue 67,9 90,4+0,1 3. Penyedotan Anus 67,9 94,6+0,3 4. Penyaringan dg Net 67,9 5. Pengurutan 67,9 73,3:l,6 77,5±1,0 6. Petigurutan (Guelph) 66,7 88,2±1,7 7. CYAQ-2 Guelph Sy 66,7 91,0±0,8 Sumber: 1. Smith et. al., (1980). 2-5. Windell et al., (1978)
Lemak 96,7±0,51 94,4±0,3
62,2±-,,1.
Kecernaan Lemak Secara umum, koefisien kecernaan lemak yaitu berasal dari ikan (misal
minyak ikan lemuru) adalah tinggi yaitu 90% (Cho, et al. 1982) bahkan dapat mencapai 95% (Choubert, 1983). Nilai koefisien kecernaan lemak yang berasal dari ikan jauh lebih tinggi dibandingkan dengan nilai koefisien kecernaan lemak yang berasal dari darat menurut nilai koefisien kecernaan lemak tergantung pada asam lemak, nilainya akan menurun ) Jika titik cair lemak meningkat. Berkaitan dengan keadaan
asam
lemaknya,
Nose
(1976)
melaporkah
bahwa
koefisien
kecernaan asam lemak, jenuh menurun dengan semakin panjang rantai karbonnya, dan pada panjang rantai karbon yang, sama koefisien pencernaan meningkat dengan menikatnya derajat ketidak jenuhannya.
Kecernaan Karbohidrat Kandungan karbohidrat dalam makanan tidak hanya berpengaruh terhadap nilai koefisien kecernaan karbohidrat itu sendiri, tetapi juga terikoefisien kecernaan protein terhadap koefisien kecernaan global (Ryckly dan Spannhof, 1973). Cho et al. (1982) menyatakan bahwa kandungan, karbohidrat, komplek dalam bentuk pati data dekrin, menyebabkan penurunan nilai koefisien kecernaannya. Karbohidrat dalam bentuk glukosa, sakarosa, laktosa lebih mudah dicerna dari pati dan dekrin. Namun Furuchi dan Jone (1981) menyatakan bahwa sejumlah besar glukosa diserap sebelum aktivitas enzim, karbohidrase dimulai. Hal ini memberikan bahwa sebagian besar glukosa yang diserap terbuang tanpa dimanfaatkan oleh ikan. Keadaan ini berbeda dengan jenis karbohidrat yang laju penyerapannya lambat (karbohidrat komplek), Jenis karbohidrat ini akan lebih tersedia untuk digunakan dibanding glukosa. Pada ikan karnivora, nilai koefisien kecernaan karbohidrat umumnya berkisar 20-40%, rendahnya nilai ini menunjukkan bahwa kemampuan ikan karnivora mencerna karbohidrat rendah sekali dan mungkin juga mengungkapkan bahwa penggunaan karbohidrat golongan ikan ini sangat terbatas. Menurut Luquet Lan Bergot (1976), perlakuan terhadap karbohidrat berupa pengukusan, dapat meningkatkan koefisien kecernaan zat tepung (pati). Luguet dan Bergot (1976) menyatakan bahwa pengaruh baik dari pengukusan zat tepung (pati) adalah meningkatnya kecernaan sebesar 50%,
dalam hal ini. sumber karbohidratnya adalan jagung. Garmbaran nilai kecernaan karbohidrat oleh ikan trout, salmo gairdneri R. diperlihatkan pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7. Kecernaan Karbohidrat oleh Ikan Trout, Salmo gairdneri R, (Singh dan Nose, 1967, dalam Cho, et al., 1982) Kandungan Karbohidrat
20
30
40
50
60
99 100 94 77 69
99 99 95 75 65
99 99 97 60 53
100 99 97 50 38
100 99 96 46 26
dalam makanan (%)
Glukosa Sukrosa Laktosa Dektrin a-S.tarch, kentang
Berdasarkan data yang telah diungkapkan di atas jelaslah bahwa banyak faktor yang dapat mempengaruhi nilai koefisien kecernaan, makanan. Faktor-faktor tersebut dapat dikelompokkan atas: a. Ikan, dalam hal ini mencakup jenis/ras, ukuran dan keadaan kesehatannya. b. Makanan, yang mencakup asal bahan penyusunnya, kualitas bahan, ukuran partikel dan treatineri yang dilakukan terhadap bahan serta proses pembuatannya. c. Lingkungan, baik lingkungan fisik, kimia dan biologi perairan. d. Teknik pengukurannya, terutama. dalam teknik pengumpulan fesesnya.
BAB V FAKTOR-FAKTOR PERTUMBUHAN IKAN
TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami faktor-faktor yang memepengaruhi pertumbuhan ikan dan interaksinya TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan 2. Menjelaskan pengaruh faktor ikan terhadap pertumbuhan 3. Menjelaskan pengaruh faktor makanan terhadap pertumbuhan 4. Menjelaskan pengaruh faktor lingkungan terhadap pertumbuhan 5. Menjelaskan Hubungan Antara Faktor Ikan, Makanan dan Lingkungan Perairan Terhadap Pertumbuhan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam variasi pertumbuhan ikan adalah dari faktor ikannya sendiri,lingkungan dan makanan yang diberikan. Dari beberapa faktor tersebut seberapa jauh akan mempengaruhi pertumbuhan bagi ikan seperti misalnya faktor kualitas air yang meliputi suhu, oksigen dan ammonia (NH3). Pengaruh dari ikannya sendiri yang meliputi spesies ikan, umur dalam hal ini akan berpengaruh terhadappemanfaatan makanan yang diberikan, kemampuan ikan untuk mencerna makanan dalam setiap tahap pertumbuhannya. Sedangkan faktor makanan yang meliputi komposisi, formulasi, tipe makanan, bentuk makanan dan feeding level / tingkat tingkat pemberian makan serta frekwensi pemberian makan, yang dalam hal ini mempengaruhi kemampuan ikan untukikut mencerna dan memanfaatkannya pada kondisi yang ada.
Faktor Ikan Terhadap Pertumbuhan Spesies
Terdapat suatu perbedaan tingkah laku yang besar diantara spesies ikan, misalnya pola aktivitas yang berbeda (trout yang aktif berlawanan dengan ikan lele yang kurang aktif). Perbedaan aktivitas tersebut menyebabkan perbedaan dalam kebutuhan energi dan akibatnya terdapat perbedaan dalam konsumsi oksigen (mengoksidasi makanan untukmenghasilkan energi). Besarnya negeri yang diberikan akan sangat berpengaruh terhadap penyusunan unsur-unsur tubuh yang akhirnya akan menghasilkan suatu pertumbuhan. Ukuran ikan
Ikan yang mempunyai ukuran lebih kecil,kecepatan metabolismenya lebih tinggi daripada ikan yang lebih besar. Dengan demikian, kebutuhan energi berhubungan dengan berat tubuh sampai sebesar 0,8. Laju metabolisme = W
0,8
.
Hubungan ini dipertegas dalam Gambar 5.1.
Gambar 5.1. Hubungan taraf pemberian makanan dan pertumbuhan pada ikan mas (Cyprinus Carpio)
Umur ikan
Hampir semua kasus pertumbuhan (lajunya), ukuran dan umur saling berhubungan dalam beberapa hal. Laju pertumbuhan menurun dengan bertambahnya ukuran tubuh (umur) dan umurmempengaruhi kebutuhan energi. Akan tetapi, pengaruh ini tidak selalu terjadi sebagaimana terjadi pada hewan yang di ternakkan, karena sejumlah ikan diperkirakan mampu menaikkan beratnya sepanjang total waktu hidupnya.
Aktivitas fisiologis Organisme hidup, termasuk ikan, sering tunduk terhadap siklus harian, bulanan, tahunan atau ritme yang lain. Ritme seperti itu sering disebabkan oleh faktor internal (hormon) dan faktor eksternal (cahaya, suhu) dan dapat juga menyebabkan ritme ritme dalam dalam kebutuh kebutuhan an energi energi.. Dalam Dalam kasus kasus siklus siklus reprod reproduks uksi, i, perbeda perbedaan an seks seks mempengaruhi kebutuhan energi. Secara mendasar, perbedaan-perbedaan yang berasa berasall dari dari perbeda perbedaan an dalam dalam laju laju pertum pertumbuha buhan, n, dalam dalam kompos komposisi isi pertum pertumbuha buhan, n, dalam ukuran, dalam tingkah laku atau dalam aktivitas (spesies yang bermigrasi) disebabkan oleh gejala siklus.
5.2. Faktor Makanan Makanan Terhadap Pertumbuhan Tipe Diet
Ikan menunjukkan variasi yang sangat luas dalam pemilihan makanan. Makanan tersebut bisa saja berupa (makro/mikro) phytophagous, zoo – planktivarous, detrivorous, molluscivorous, pisscivorous dan sebagainya Menurut kesukaannya pada makanan, mereka menunjukkan perbedaan dalam tingkah laku makan, seperti misalnya pada particulate feeders, filter feeders, prey strikers dan sebagainya. Perbedaan ini akan mengakibatkan perbedaan dalam
kebutuhan energi baik di antara spesies maupun diantara periode waktu untuk spesies tersebut. Komposisi diit juga mempengaruhi kebutuhan energi pada ikan. Spesies yang bersif bersifat at karniv karnivora ora mencer mencerna na protei protein n relati relatiff lebih lebih besar besar jumlah jumlahnya nya di banding bandingkan kan dengan dengan spesie spesiess yang yang omnivo omnivora ra dan herbiv herbivora ora.. Hal ini mengaki mengakibat batkan kan perbed perbedaan aan secara secara kuantitatif kuantitatif pemanfaatan jalur-jalur jalur-jalur metabolisme. metabolisme. Dengan demikian, energi yang dibutuhkan untuk “balok penyusun” dalam sintesis unsur tubuh berbeda. Berdasarkan atas hukum termodinamika yang menyatakan energi dapat diubah tetapi tidak dapat dihilangkan, dihilangkan, persamaan persamaan keseimbangan keseimbangan energi juga berlaku untuk bioenergi ikan. Persamaan yang paling umum adalah sebagai berikut : R = ∆ W + T + F + U atau PR = ∆ W + T R = gross energi makanan
∆ W = energi dari jaringan tersintesis F = energi dalam feses U = energi dalam buangan urine PR = bagian energi makanan yang dimetabolisasikan T = energi metabolisme Contoh perhitungan : Kenyataan, bahwa laju metabolisme setara dengan berat tubuh pangkat 0,8 (=W PR ) memudahkan dalam penyeragaman istilah misalnya konsumsi oksigen, yang dijela dijelaska skan n di bawah. bawah. Jika Jika ikan ikan mas dipeliha dipelihara ra pada suhu 20 oC, mengkonsumsi mengkonsumsi oksigen sebesar 75 ml O2 per kg
0,8
per jam, konsumsi tiap 1 mg dari 500 gram berat
tubuh ikan mas tersebut dapat dihitung sebagai berikut : 1 mg 0,000001 kg – 0,00001585 kg 0,8 7,5 x 0,00001585 = 0,001185 ml O2 / ikan / jam 500 g 0,5 kg – 0,5743 kg 0,8 75 x 0,5743 = 43,07 ml O2 / ikan / jam
Oleh karenanya 1 kg ikan mas dengan berat badan masing-masing 1 mg dari 500 g menunjukkan konsumsi oksigen 1.000.000 x 0,001185 = 1185 ml O2 / jam berturutturut 2x 43,07 = 86,14 ml O2 / jam. Masih di dalam contoh tersebut, ditekankan bahwa yang menunjukkan konsumsi oksigen dalam ml / kg ikan / jam akan dapat diterima, bila masing-masing berat ikan ditentukan,karenalaju metabolisme baikmenunjukkan sebagai konsumsi oksigen, produksi CO2, energi yang dibutuhkan atau jika tidak adalah ukuran tubuh sendiri. Dengan menggunakan konsumsi oksigen yang disajikan di atas pada ikan mas pada suhu 20 oC, konsumsi O2 dari ikan mas dapat dengan mudah diperkirakan untuk 15 dan 27 oC, dengan menggunakan nilai koreksi dari tabel 5.1.
•
Pada 15 oC =
•
Pada 27 oC =
1,00 1,57
x 75 = 47,8 ml O2 / kg 0,8 / jam
1,00 0,563
x 75 = 133,2 ml O2 / kg 0,8 / jam
Tabel Tabel 5.1. Nilai Nilai koreksi koreksi q untu untuk k per perhitu hitunga ngan n konsum konsumsi si oksigen oksigen pada suhu yang berbeda. Suhu ( oC)
q
Suhu ( oC)
q
5
5,19
18
1,20
6
4,55
19
1,09
7
3,98
20
1,00
8
3,48
21
0,920
9
3,05
22
0,847
10
2,67
23
0,779
11
2,40
24
0,717
12
2,16
25
0,659
13
1,94
26
0,609
14
1,74
27
0,563
15
1,57
28
0,520
16
1,43
29
0,481
17
1,31
30
0,444
Feeding level Daya cerna (digestible (digestible)) dan metabolizable metabolizable fraksi fraksi dari ransum akan menurun menurun dengan meningkatnya meningkatnya ransum, ransum, walaupun walaupun perhitungan perhitungan fraksi fraksi kadang-kadang kadang-kadang tidak diketahui diketahui dengan pasti feed intakenya. intakenya. Nilai rata-rata rata-rata untuk metabolizabilit metabolizability y dari ransum berkisar antara 40 – 85%. Besarnya dari penurunan dalam metabolisme metabolisme telah diterangkan oleh Huisman tetapi belum tuntas, karena kemungkinan penggunaan nilai O ox yang salah dan karena feeding level yang tinggi seperti Hogendoorn et al (l983) telah menyatakan bahwa fraksi metabolisme dari makanan (ransum) tidak tergantung pada feeding level :ME = pR, Assumsi ini tidak benar didasarkan pada kesimpulan dari Huisman et at (1974, 1916) bahwa antara daya cerna digestible dan metabolizable fraksi dari ransum akan menurun dengan meningkatnya ransum, walaupaun perhitungan fraksi kadang-kadang tidak diketahui dengan pasti feed intakenya. Nilai rata-rata untuk metabolisme dari ransum berkisar dari 40 - 85%. Besarnya Besarnya dari penurunan dalam mtabolizme mtabolizme telah diterangkan diterangkan oleh Huisman Huisman tetapi tetapi belum tuntas, tuntas, karena kemungkinan kemungkinan penggunaan penggunaan nilai nilai Q ox. Yang telah telah dan karena karena feedin feeding g level level yang yang tinggi tinggi sepert sepertii ditunj ditunjukk ukkan an didala didalam m kekeny kekenyanga angan n yang yang berl berleb ebih ihan an.. Pada Pada saat saat lain lain Elli Elliot ot
(197 (1976 6 al) al) dan dan From
& Rasmua Rasmuase sen n (198 (1984) 4),,
menghitung bahwa ME = GE - FE - UE, juga ditemukan penurunan yang nyata dalam fraksi pada ME dengan meningkatnya ransu. 'KM' dapat diketahui, sebagai Ho/MEm dan nilai berkisar antara 0,6 - 0,7 untuk African Catfish. Clarish gariepinus dan untuk Carp, Cyprinus carpio. Nilai tersebut agak menurun bila dibandingkan homeotherm dan lebih rendah dari pada
masing masing - masing masing nilai nilai "kg". "kg". Huisma Huisman n (1979) (1979) menyat menyatakan akan bahwa bahwa rendahn rendahnya ya nilai nilai mungkin disebabkan oleh estimasi kebutuhan maintenance pada ikan-ikan aktifitas dari dari lebih lebih menuru menurun n pada saat saat fastin fasting g dari dari pada maintenan maintenance ce sepert sepertii yang, yang, telah telah dilakukan dilakukan penelitian pada ikan diatas, bahwa "km" akan dibawah dibawah ketentuan ketentuan tersebut menari menarik, k, perhat perhatian ian Huisma Huisman n dan telah telah dilakuk dilakukan an peneli penelitia tian n pada rainbow rainbow trout trout,, Salmo gairde gairdeeri eri yang yang mana ikan merupakan merupakan ikan yang yang sangat sangat aktif, aktif, dengan dengan nilai nilai "km" nya 0,83. Kebutuh Kebutuhan an mainte maintenanc nancee untuk untuk ME, (MEm) (MEm) dari dari ikan-i ikan-ikan kan diatas diatas berkis berkisar ar antara 20- 70 KJ/kg 0,8 /hari sangat rendah. Jika dibandingkan dengan homeotherm. Sebagian besar seharusnya lebih rendah dari temperature tubuh ikan dan kenyat kenyataan aannya nya bahwa, bahwa, energi energi cost cost pada daya daya gerak gerak dan posisi posisi mainte maintenan nance ce lebih lebih rendah di dalam air darat pada di udara. Huisman (1976) mendapatkan nilai untuk "kg" adalah 0,78 dan 0,89 untuk rainbow rainbow trout , Salmo guirdneri guirdneri pada suhu 15°C dan untuk Carp, Cyprinus Carpio pada suhu 23°C berturut-turut. Disamping itu Hogendoorn, 1983) mendapatkan nilai 0,80 untuk Afrietn catfish, Claries gariepinus pada suhu 25°C nilai nilai ini tidak tidak tergantung pada feeding level atau berat tubuh tersebut agak sedikit lebih tinggi dari pada pada homeot homeother herm m ini telah telah ditemu ditemukan kan oleh oleh Huisma Huisman n (1976) (1976) dengan dengan terlih terlihatn atnya ya menurun nilai protein yang berubah pada ikan pada temperature tubuh rendah seperti yang telah disebutkan diatas bahwa hubungan antara R, ME, H dan RE meningkat pada bagian kurva pertumbuhan-r pertumbuhan-ransum ansum dalam kenyataannya kenyataannya adalah tidak tidak linier. linier. Slope pada kurva ini diatas maintenance kg dan meskipun "kg" tidak tergantung pada feeding feeding level ini tidak tidak untuk "p" menurunnya menurunnya "p" dengan meningkatn meningkatnya ya ransum menyebabkan
kurva
pertumbuhan
-
ransum
cenderung
menurun
dengan
meningkatnya ransum. Pengaruh feeding level pada noenergetik model model dapat dilihat dilihat pada Gambar 5.2. A
B GE
Growth rate
GE
Conversion eficiency FE
FE
Hm
BUE Hp
H BUE
RE fat
ME DE
R m
RE R opt R max
H
RE protein
R m
R opt
ME RE
DE
R max
Gambar 5.2. Pengaruh feeding level komponen energi budget (A) growth rate ( kj/kg 0,8 /hari) (B) konversi efisiensi (% GE)
Faktor Lingkungan Terhadap Pertumbuhan.
Hanya dengan memperhatikan struktur insang ikan sudah dapat untuk menjelaskan hubungan antara ikan dan lingkungan sebagai tempat hidupnya yaitu air. Air sesuai dengan kegunaannya bagi organisme hidup harus memenuhi berbagai persyaratan, baik dari segi kimia, fisika maupun biologisnya. Dalam budidaya ikan ,jkondisi harus disesuaikan dengan kebutuhan optimal bagi pertubuhan ikan yang dipelihara. Dilihat dari segi fisik, kimia dan biologis, air mempunyai beberap afungsi dalam menunjang kehidupan didalanya antara lain : - Dari segi fisika merupakan tempat hidup dan menyediakan ruang gerak bagi Organisme didalamnya. - Dari segi kimia sebagai pembawa unsur-unsur hara, mineral, vitamin gas-gas terlarut dan sebagainya. - Dari segi biologi merupakan media yang baik untuk kegiatan, biologis dalam
pembentukan dan penguraian bahan bahan organik. Kualitas air ini sangat penting, tidak hanya untuk ikan saja tetapi juga untuk kehidunpan yang ada dalam perairan Disamping pengaruh kuaitas dan kuantitas air juga penting dipandang dari segi besarnya produksi perairan. Pada
bagian pertama perlu diingat bahwa kualitas air mempunyai berbagai
peranan yang berbeda da1am perikanan dari pada budidaya. Pada peranan alami kwatitas air mempengaruhi terhadap seluruh komunitas perairan (bakteri, tanaman, ikan, zooplankton dan sebagainya) demikian juga tiap bagian dari dalam kehidupan masing-masing individu dalam suatu komunitas alkatin terlarut mempunyai peranan yang sangat penting didalam pembentukan struktur komunitas tersebut pada budidaya dengan sistem air mengalir bertindak sebagai makanan bagi transport oksigen dan hasil buangan yan berasal dari ikan dan sebagai akibatnya kualitas air tersebut dapat diterima selama kuatitas tersebut tidak mempunyai pengaruh negatif terhadap sasaran antara lain pertumbuhan ikan, penetasan telur dan sebagainya.
Pada Tabel 5.3
memberikan beberapa pedoman dasar yang digunakan dalam masyarakat Eropa mengenali Salmonid dan Cyprinid. Tabel
5.2. Pedoman kriteria dasar yang digunakan masyarakat Eropa mengenali Salmonia dan Cyprinid. Komponen
Temperature (°C) - Panas - Dingin pH Suspende solids (mg/l) BOD (mg/l 02) Phospaters - PO4 (mg/l) Nitrates - NO3 (mg/l) Nitrates - NO2 (mg/l) Phenols (mg/l) NH3 (unionized) (mg/l)
Salmonid waters
Cyprinid waters
< 20 < 10 6-9 < 25 < 3 < 0,2 < 3 < 0,05 < 0,04 < 0,005
< 20 < 10 6-9 < 25 < 6 < 0,4 < 6 < 0,5 < 0,2 < 0,005
Chlor (mg/l) Zn (mg/l) Dalam hubungannya alkalinitas (mg/l CaCo3) 10 50 100 500
< 0,005 < 0,004
< 0,025 < 0,004
< 0,003 < 0,2 < 0,3 < 0,5
< 0,03 < 0,7 < 1,0 < 2,0
dengan
5.3.1. Oksigen Kebutuhan akan oksigen bagi ikan mempunyai kebutuhan lingkungan bagi Species tertentu dan kebutuhan konsumtif yang tergantung pada keadaan metabolisme. Perbedaan kebutuhan oksigen dalam suatu lingkungan bagian species tertentu disebabkan adanya perbedaan struktur sel darah ikan, yang mempengaruhi hubungan antar tekanan partiel oksigen dalam air derajat kejenuhan, oksigen dalam sel darah (Gambar 5.3).
100 O2 saturation % A
B 50
T = 30o
0
10
20
30
PO2
Gambar 5.3. Hubungan antara Tekanan Parsial oksigen dan oksigen saturation hemoglobin ikan dengan rendah (A) berturut turut tinggi (B) kebutuhan oksigen lingkungan, After Powers 1980.
Dimana ikan memerlukan oksigen untuk pembakaran bahan bakarnya (makanan) untuk menghasilkan aktifitas, seperti aktifitan berenang.
pertumbuhan,
reproduksi atau sebaliknya, oleh karena itu sampai dengan jelas bahwa ketersediaan oksigen bagi ikan menentukan lingkaran aktifitas ikan. Konversi ikan
makanan
demikian juga pertunbuhan tergantung pada oksigen, dengen ketentuan bahwa selama aktor kondisi lainnya dalam optimum seperti ditunjukkan dalam Gambar 5.4.
Konversi makanan
4
2
Konsentrasi O2 0
1
2
3
4
5
Gamber 5.4. Hubungaan antara oksigen terlarut dalam, air dan konversi makanan Common Carp.Cyprinus carpio pada suhu 23 C After Huisman E.A 1974.
Berdasarkan hal - ha1 tersebut ambang untuk pertumbuhan pada umumnya digunakan sebagai pembudidaya. Oleh karena itu dalam budidaya ikan mas dan salmon konsentrasi oksigen tidak boleh kurang dari 3 mg/l don 5 mq/l. Pernafasan ikan seperti spesies clarias kurang sensitif terhadap kandungan oksigen. Seperti terlihat dalam gambar 5.5.
Oksigen intake (cm3/kgm/h) 18o 16o 13o 9o 5o
0
40
80
120
160 200 oksigen pressure, mmHg
Gambar 5.5. Hubungan natara konsumsi oksigen dan tekanan oksigen untuk Salvelinus fontinalis pada suhu yang berbeda. After Graham,1949
5.3.2. Nitrogen Selain
bukti - bukti
bahwa nitrogen mempunyai peranan
yang sangat
penting dala siklus nutrien yang terdapat dalam siklus nurien yang terdapat dalam perairan, kandungan nitrogen juga dapat membahayakan bagi ikan apabila sangat jenuh. Kejadian tersebut adalah "gas bubble disease" atau "emboli" yang terjadi sebagai akibat adanya tekanan total gas, dimana dalam beberapa hal gelembung gas mengandung
juga nitrogen, disebabkan
periabilitas jaringan badan adalah lebih
tinggi bagi molekul yang lebih kecil dari pada molekul yang lebih besar, seperti misalnya molekul oksigen. Tekanan atotal gas dala air dengan mudah dapat ditingkatkan
melalui peningkatan temperatur perairan. Dimana derajat kejenuhan
nitrogen 105 % dapat menyebabakan gas bubble disease bagi anak anak ikan.
5.3.3. Amonia Pada umumnya nitrogen dalam eksisitem poerairan berada dalam berbagai bentuk (siklus nitrogen). Amonia adalah asuatu produk
yang sangat penting.
Walaupun ikan tahan terhadap NH3 kareana mudah untuk menyesuaikan diri akan tetapi dengan sebesar 0,006 ppm sudah dapat menyebabkan kerusakan pada jaringan insang jenis Salmonids (Burows, 1964). Sedang daya racun yang akut bagi ikan jenis rainbaw trout dan Carp
dinayatakan asing-masing 0,2 mg/l dan 2,0 mg/l.
Keseimbangan reaksi berikut ini yang terjadi dala suatu larutan : NH3 + H2O --------------- NH 4 + + OH Dari persaaan in ternyata bahwa bentuk yang tidak berionisasi dari konsentrasi total amonia (NH3 + NH4) tergantung pada ionisasi juga diperngaruhi oleh tempereature. Pengaruh kombinasi ini diperlihatkan dalam tabel 5.3. Mengingat daya racun un-ionized ammonia (NH3) yang sangat tinggi, maka nilai pH diatas 10
atau dibawah 7. Tabel 5.3. Persentase Un-Ionized NH3 didalamlarutan NH4OH didalam hubungannya dengan pH dan temperature (Huisan E.A, 1970) pH
Suhu ( C) 10
15
20
25
7,0 7,5 7,6 7,7 7,8 7,9 8,0
0,3 1,1 1,4 1,8 2,3 2,9 3,6
0,4 1,3 1,6 2,1 2,6 3,3 4,1
0,5 1,5 1,9 2,4 3,0 3,8 4,7
0,6 2,0 2,5 3,4 4,5 5,7 6,8
8,1
4,6
5,3
6,0
8,0
8,2
5,7
6,5
7,3
9,6
8,3
7,1
8,0
9,1
11,8
8,4
8,9
9,9
11,2
13,8
8,5
11,1
12,3
14,7
16,0
8,8 9,0 9,5
20,3 29,1 57,6
22,1 32,3 59,8
24,2 35,8 62,1
28,0 40,2 64,9
Mengingat daya racun un ionized aonia (NH3) yang sangat tinggi nmaka nilai pH diatas 10 atau dibawah 7 adalah sesuai bagi budaidaya iakan dalam sistem (re) sirkulasi, terutama oleh karena intensitas dari pada proses produksi dalamsistemm tersebut (1 kg makanan/ pallet yang dikonsumsi oleh ikan dapat memnghasilkan NH4 + - N sebesar 30 gram)/. Disamping NH4 - N juga menhasilkan nitrogen lainnya. Seperti misalnya NO2 dan NO3 konsentrasinya tinggi terdapat dalamperairan, dan apabila konsentrasinya tinggi dapat mempengaruhi kehidupan ikan, terdapat pada
tabel 5.4. Tabel 5.4. Efek-efek Efek-efek konsentrasi konsentrasi NO NO 2 dan NO3 pda spesies ikan (group (menurut Muir, 1982) Parameter Konsentrasi
NO2
NO3
0,012 1,6 6,4 7,55 24,8 29,8 90 275 800 1,400 2,400
Spesies (Group)
Efek
Salmonids
Stres LCSO, 24 jam Menghambat Pertumbuhan LCSO,96 jam LCSO,96 jam Mortalitas Pertumbuhan normal Tidak ada efek Tidak tumbuh Tidak lethal Tidak ada efek
Salmo gairdneri Penaeus indicus Ictalurus puntallus Ibid Oncorhynchus kisutch Ictalurus punctalus Salmo gairdneri Ibid Ictalurus punctatus Cyprinus carpio
5.3.4. Suhu Suhu sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan kehidupan ikan secara umum laju pertumbuhan meningkat sejalan dengan kenaikan suhu sampai batas tertentu yang dapat menekan menekan kehidup kehidupan an ikan dan bahkan menyebabkan menyebabkan kematian. kematian.
Hal ini
disebabkan selain berpengaruh langsung suhu juga mempengaruhi. kelarutan gas-gas dalam air termasuk oksigen semakin tinggi suhu, semakin kecil kelarutan oksigen dalam dalam air, air, padahal padahal kebutu kebutuhan han oksige oksigen n bagi ikan ikan semaki semakin n besar besar kerena kerena tingka tingkatt metabolisme semakin tinggi. Dalam lingkungan ikan yang poikiloterm, suhu mempengaruhi dalam batasan species tertentu laju metabolisme. Dibawah suhu 14C, pemberian makanan untuk grass corps, carp hanyalah untuk maintenance. maintenance. Pada temperature temperature yang lebih lebih mencerna makanan lebih lebih banyak sehingga mendorong meningkatnya biomasass-ransum makanan selama mas pertumbuhan berbeda sebagai akibatnya diperlukan lebih banyak makanan dibandingkan pada suhu yang lebih rendah dan juga konversi lebih efisien menjadi
daging dibanding pada suhu yang lebih rendah. Temperatur air akan mempengaruhi sifat-sifat kimia-fisika perairan maupun fisiologi ikan. Toleransi ikan terhadap temperatur temperatur akan tergantung pada spesies spesies ikan, tahap perkembangan, oksigen terlarut, pollutan dan musim. Ikan juvenil dan dewasa biasanya lebih toleran terhadap temperatur dibandingkan dengan ikan yang masih dalam tahap embrio. Perubahan
temperatur
akan
mempengaruhi
kecepatan
metabolisme,
khususnya pada masa permulaan hidup ikan. Pertumbuhan ikan mas pada suhu 30C adalah sekitar setengah kali dari pada suhu 20C dan nafsu makan ikan mas nyata menurun menurun apabila suhu airnya airnya meningkat. meningkat. Jumlah Jumlah makanan yang dicerna dicerna oleh ikan serta serta efisiensi metabolis metabolisme me tergantung tergantung pada temperatur temperatur air. Hubungan Hubungan antara suhu dan rasio, rasio, MEp_dan MEm (MEp/MEm (MEp/MEm)) dapat dilihat dilihat dalam Gambar Gambar 5.6. Dalam kurva ini lebih terlihat tidak terlalu dengan meningkatnya suhu perairan diikuti oleh meningkatnya MEp dan MEm tetapi sampai batas suhu yang optimum.
MEp/MEm
T (oC)
T opt
Gambar 5.6. Hubungan antara racio MEp dan MEm dan Suhu perairan.
5.3.5. Kreteria Air Dan Daya Racun Perlu diingat bahwa aspek ini sangat penting untuk semua bentuk managemen sumberdaya perairan terutama dalam pembentukan usaha perikanan tentunya perlu diperlihatkan tingkat daya racun beberapa mineral terhadap ikan setengah sepe sepert rtim imis isal alny nyaa Cu,Pb Cu,Pb dan dan Zn Zn.. Demi Demiki kian an juga juga hal yang yang sama sama untuk untuk pent pentis isid idaa terhadap reproduksi dan atau awal perkembangan embrio untuk pengaruh negatifnya, tida tidak k hany hanyaa dila dilapo pork rkan an
pada pada kondi kondisi si alami alami tetap tetapii juga juga pada pada kond kondis isii usah usahaa
pemeliharaan ikan. Pemant Pemantaua auan n
terhad terhadap ap
kualita kualitass
air
harusl haruslah ah
dilaku dilakukan kan
secara secara
berkesinambungan mengingat terjadinya konsentrasi puncak mendahului pelaksanaan budiday budidaya. a. Pengelol Pengelolaan aan sumber sumber daya daya peraira perairan n yang tepat tepat
mengha mengharap rapkan kan
bahwa bahwa
kualitas kualitas air yang ada ccocok untuk setiap setiap tujuan tujuan penggunaan sumberdaya sumberdaya perairan perairan yan tepat tepat mengharapaka mengharapakan n bahwa kualita kualitass air yang yang ada cocock cocock untuk setiap setiap tujuan tujuan penggunaan sumberdaya tersebut dan oleh karena itu engawasan kualitas air tentunya merupakan satu kesatuan dari pengelolaan.
5.3.6. Kuantitas Air Dari segi pandangan pandangan ekologi ekologi ternyata ternyata bahwa dala beberapa hal kauantitas kauantitas air adalah suatu suatu faktor faktor penting penting dala emngatur emngatur produksi produksi total total ikan. ikan. Dan hal ini sama sama
untuk untuk budidaya budidaya
ikan ikan pada pada kolam kolam air tenang sepanaj sepanajang ang luas permukaa permukaan n kolam kolam
dipertimbangkan. Akan tetapi tetapi,, untuk untuk budidaya budidaya
pada pada perair perairan an yang engalir engalir ternyat ternyataa juga juga
ketersediaan kuantitas air per unit waktu adalah sanagat penting dipertimbangkan seba sebaga gaii penyed penyedia iaan an air air
untu untuk k pemasu pemasuka kan n air dala dala kola pada pada saat saat
awal awal dan
pemasukan pemasukan air berikutnya berikutnya untuk pengganti pengganti air yang hilang hilang disebabakan penguapan penguapan dan perembesan.
5.4. 5.4.
Hubunga Hubu ngan n Antar Antara a Fakto Faktorr Ikan, Ikan, Makanan Makanan dan Lingku Lingkung ngan an Perair Perairan an Terhadap Pertumbuhan.
Persentase DE dan ME akan enurun dengan meningkatnya meningkatnya pemberian makan makan (feedi (feeding ng level), level), hal ini disebabak disebabakan an
pada pada feedin feeding g level level yang tinggi tinggi akan terjadi terjadi
kelebihan /kejenuhan/kekenyangan. Pengaruh temperatur pada kurva pertummbuhan ransum ransum untuk untuk Sockeye Sockeye salmon salmon Onchorynchus dapat dilih dilihat at Onchorynchus nerka dapat
pada pada gaabr gaabr .
Demikian Demikian juga polanya sama untuk Salmonids, Salmonids, African catfish, Clarias gariepinus dan untuk Carp, Cyprinus carpio. Negatif retensi energi ( _ Reo) pada kehilangan makanan dan kebutuhan ransum untuk meintenance secara normal
lebih besar pada
suhu yang
tinggi.Pemb tinggi.Pemberian erian makan maksim maksimum um juga meningka meningkatt dengan dengan memnigkat memnigkatnya nya suhu, suhu, growth growth akan eningka eningkatt growth growth rate rate yang yang maksim maksimum, um, setela setelah h awalny awalnyaa menigk menigkat at kemudian menurun pada suhu yang lebih tinggi, meskipun pada kenyataannya bahwa pemberian makan (feed intake) yang maksimum, seperti ditunjukkan dalam gambar adalah meningkat. Pada temperatur yang luas tinggi akan menurun. Laju pengosongan perut usus (rate of gastric) biasanya a meningkat dengan meningkatnya suhu, suhu, seperti seperti pada pada rainbow rainbow Bagaimanapun
trout, trout,Sal Salmo mo gairdn gairdneri eri dan Carp. Carp. Cyprin Cyprinus us carpio carpio..
napaknya daya cerna (Digestibility) biasanya hanya sedikit
meningkatnya dengan meningkatnya suhu, mungkin kecuali untuk suhu yang yang sangat rendah, secara fisiologis fisiologis sangat rendah berkenaan dengan spicies spicies yang diteliti. Sebab bagian dari nono faecal loses juga meningkat dengan meningkatnya suhu, pengaruh
suhu pada bagian metabolizable dari ransum juga kecil. (Elliot, 1976 a, 1982; From & Ramussen, 1984). Nampaknya temperatur tidak berpengaruh pada konversi effisiensi pada Mem dan Mep seperti seperti yang ditunjukkan ditunjukkan dalam dalam gabarm, untuk African African catfish. catfish. Slarias Slarias gariepinus, gariepinus, yang didasarkan didasarkan pada hasil hasil Machiels Machiels dan dan Henken Henken (1086). (1086). Walaupun Walaupun nilai "Kg" menunjukkan menunjukkan sedikit sedikit lebih tinggi pada suhu suhu 20 C, pengaruh pengaruh ini secara statisti statistik k tidak signifikan signifikan dan umumnya nilai yang mungkin mungkin dicapai dicapai adalah 0,804, tidak terganrung pada temperatur. temperatur. Selanjutnya, penyesuaian untuk output model biochemical dengan hasil yang diaksud diaksud diatas oada temperatur temperatur yang berbeda berbeda tetap menunjukkan menunjukkan bahwa ikan ikan yang mengeksploi mengeksploitasi tasi pada efisiensi efisiensi biocheical biocheical maksimum maksimum tidak tergantung tergantung pada berat tubuh, feeding level dan temperatur (Machels & Henkenm 1986). Sebab ketetapan relatif relatif effisiensi effisiensi penggunaan penggunaan makana etabolise etabolise menunjukkan menunjukkan
faktor faktor yang sangat
penting, keseluruhannya dimana faktor lingkungan pengaruhi pertumbuhan. Didasarkan lagi pada hasil dari Hogendoorn et. al, 1983. Dan Macheiels & Henken, 1986 pengaruh temperatur pada variasi yang alometrik pada aspek-aspek feed intake/metabolise intake/metabolise dengan berat tubuh yang ditunjukkan dalam dalam tabel tabel 5.5. untuk African catfish.
Tabel 5.5. Hubungan allometrik pada feed intake, metabolisme energi dan pertumbuhan dengan berat tubuh pada temperatur yang berbeda. Komponen Keseimbangan (KJ/Ikan/hari)
Ho**
Temperatur 20
0,09 W 0,70
25
0,08 W 0,79
27,5
0,11 W 0,72
30
0,16 W 0,78
Ho*** 0,08 W 0,64 0,07 W 0,83 Hm 0,10 W 0,80 0,13 W 0,82 H Max 0,15 W 0,76 0,325 W 0,77 Rm 0,19 W 0,77 0,16 W 0,83 R max 0,70 W 0,72 0,32 W 0,79 RE max 0,23 W 0,65 0,56 W 0,77 * W dalam gram, Q ox = 13,6 x KJ/gram ** ditentukan sebagai - RE *** ditentukan dari konsumsi oksigen
0,21 W 0,82 1,82 W 0,74 0,73 W 0,73
0,12 W 0,82 0,16 W 0,85 0,59 W 0,68 0,24 W 0,85 2,21 W 0,69 0,90 W 0,65
Pada umumnya nilai dari temperature, seperti telah diterangkan bahwa koefisien berat untuk fasting metabolisme dan maintenance feed intake/metabolise meningkat dengan meningkatnya temperature dalam suatu cara-cara yang sebanding pada kurva
Ege dan Krogn (1914 dalam Winberg, 1956). Untukmetaboliems
standard pada goldfish dan sesuai pada coho salmon Onchorychus kisutch (Corey et. al, 1983) dan rainbaw trout. Salmo gairdneri (fro & Rasmussen, 194). Koefisien juga enunjukkan peningkatan
dengan teperature, tetapi mencapai aksimum pada
temperature sekitar 30 C diikuti oleh penurunan pada suhu yang lebih tinggi.
B (berat eksponen)
0.8
0.7
0.6 T (oC) Gambar 5.8. Efek Temperatur pada berat ekponen (b)
Variasi ekponen berat (b) dengan temperature secara statistik tidak signifikan tetapi secara biologi signifikan sedikitnya untuk feed intake maksimum/metabolise. Assumsi bahwa umumnya eksponen berat untuk stavasi/aintenance metabolise tidak tergantung pada temperature, tidak akan engubah hubungan seperti yang dimaksud diatas, mengingat akan eksponen berat untuk feed intake/metabolisme pada umumnya. Dari hasil-hasil ini dapat disimpulkan bahwa feed intake metabolisme energi dan pertumbuhan dalam ikan adalah erupakan subjek yang komplek hubungan antara berat tubuh dan temperature. Pertumbuhan potensial pada ikan (MEp/MEm) menunjukkan
bahwa ikan dengan ukuran yang lebih kecil encapai temperature
optimalnya lebih tinggi, gambar 5.9. RASio Mep/Men yang lebih
besar
menenrangkan bahwa efisinesi pertumbuhannya besar (Hogendoorn, 1983). Yang juga menurun dengan besarnya ukuran ikan, Gambar 5.10 MEp/MEm
W = 5 gram
W = 200 gram
20
25
30
Gambar 5.9. Hubungan antara pertumbuhan potensial (Mep/Mem) dan temperatur dengan perbedaan berat tubuh ikan.
SGR
T = 25oC T = 30oC
W Gambar 5.10. Hubungan antara laju pertumbuhan dan berat tubuh ikan dengan perbedaan temperature. Tabel 5.6. Pertumbuhan Potensial pada species ikan (dalam gram atau Kj/Kg 0,8 /Hari) Species Ikan Teperature( °C) R Max (gram) Metabolisme Ho (kj) Hm (kj) Hmax (kj) Hmax/Hm Kg MEp/MEm
Grass carp 27 40*
35 53 137 2,6 0,7 5,3
Carp 23 16 - 20 (30*)
Afrian catfish 25 16,8 (32*)
European** eel 25 7 - 10 (15*)
Rainbaw trout 15 15 (30*)
20 - 80 33 - 66 85 - 90 1,4 - 2,7 0,6 - 0,9 0,9 - 15
22 32 75 2,4 0,7 - 0,9 4,2 - 14,3
33 55 - 70 1,7 - 2,1 0,7 2 - 3,4
24 - 32 30 - 48 61 - 88 1,3 - 2,9 0,8 1,2 - 8,7
* Maksimum ** Glass sel
BAB. VI BIOENERGETIK NUTRISI TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami pengertian energi, metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein pada ikan TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan pengertian energi dan tingkatan energi biologis 2. Menjelaskan mekanisme metabolisme energi dari karbohidrat 3. Menjelaskan mekanisme metabolisme energi dari lemak 4. Menjelaskan mekanisme metabolisme energi dari protein
Pengertian Energi
Ikan membutuhkan energi untuk pertumbuhan, aktivitas dan reproduksi. Penggunaan energi dalam tubuh ikan dijabarkan dalam bioenergetik. Istilah energi berasal dari Yunani, yang terdiri dari kata "en" berarti di dalam dan "ergon" berarti kerja, sehingga energi dapat didefinisikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan pekerjaan dan berbagai bentuk kegiatan (kimia, elektrik, radiasi dan termal) dan dapat diubah. Energi radiasi dari matahari yang digunakan tanaman untuk membentuk zat-zat makanan dapat digunakan oleh ternak untuk menghasilkan kerja mekanik. Sebagian besar energi yang terdapat di permukaan bumi berasal dari matahari, sedang energi yang digunakan untuk kerja adalah energi kimia yang disimpan dalam pakan ikan. Energi dalam pakan umumnya disebut dengan energi biologis. Energi biologis terdiri dari beberapa tingkatan sebagaimana terlihat pada Gambar 6.1.
Energi intake (IE) atau energi kotor (GE) adalah sejumlah panas yang dilepaskan oleh satu unit bobot bahan kering pakan bila dioksidasi sempurna. Energi kotor bahan pakan ditentukan dengan jalan membakar contoh bahan pakan dalam bom kalorimeter. Kandungan IE biasanya dinyatakan dalam satuan Mkal IE/kg BK. Tidak semua IE bahan pakan dapat dicerna, sebagian akan dikeluarkan bersama feses. Energi kotor dalam feses disebut sebagai fecal energy. Energi feses ini selain berasal dari pakan yang tidak dicerna juga berasal dari saluran pencernaan yang berupa mukosa, enzim dan bakteri.
Energi yang masuk tubuh/intake energy (IE) dari pakan
Energi feses/fecal energy (FE) yang hilang dari : a. pakan yang tidak dicerna b. produk metabolis (mukosa, bakteri dan enzim) Energy tercerna/digestible energy (DE) yang meliputi juga : a. Energi dari fermentasi saluran pencernaan Energi urin/urinary energy (UE) yang hilang dari : a. sisa hasil metabolisme b. katabolisme endogenous Energi insang/gills energy (ZE) energy yang hilang melalui insang
Energi termetabolis/metabolizable energy (ME) meliputi juga : a. panas dari fermentasi pencernaan Energi kenaikan produksi panas tubuh/heat increament energy (HE) yang hilang terdiri dari : a. Produksi panas pada pakan/the heat increament of feeding (HiE) b. Produksi panas akibat maintenance (HEm)
Energi bersih/nett energy (NEp + NEm)
Energi untuk hidup pokok/maintenance energy (NEm) : a. Metabolisme basal b. Aktivitas hidup pokok c. Menjaga temperatur tubuh Energi untuk tumbuh dan reproduksi/ recovered energy (RE) a. Disimpan dalam jaringan : tumbuh, lemak, b. Disimpan dalam produk : telur dan fetus c. Kerja
Gambar 6.1. Bagan energi
Pakan ikan umumnya menghasilkan energi feses sebasar 10 – 40% dari energi kotor (energi yang dikonsumsi). Apabila data kecernaan energi dan nutrien pada ikan diketahui, maka total energi feses dapat dihitung dengan rumus: Ef = (100% - Ed) x Ec Dimana : Ef = energi fese Ed = kecernaan energi Ec = energi bruto Energi tercerna (DE) adalah berapa banyak IE yang dapat dicerna dengan cara mengurangi IE bahan pakan dengan GE feses. Satuan DE adalah Mkal DE/kg BK. Tidak semua energi yang dicerna akan diserap. Energi termetabolis (ME) adalah energi kotor dari pakan yang dapat digunakan oleh tubuh.
Sebagian besar atau
bahkan seluruh energi yang dapat dimetabolisasi akan digunakan untuk proses metabolisme.
Kebutuhan energi untuk metabolisme harus dipenuhi dahulu dan
apabila berlebih dapat digunakan untuk pertumbuhan. Rumus energi termetabolsime adalah : ME = Ei – (EVf + EVu) ME = metabolizable energi Ei = energi yang dikonsumsi
Ef = energi feses Eu = energi terbuang lewat ekskresi nitrogen Produksi panas adalah (H) adalah energi yang berupa kenaikan produksi panas yang terjadi akibat proses metabolisme dan fermentasi dari zat-zat makanan. Sampai dengan pengukuran ME, pengukuran dengan teknik bom kalorimeter dapat digunakan. Pengukuran HE tidak dapat lagi menggunakan bom kalorimeter, namun dengan teknik kalorimetri hewan.
Kenaikan produksi panas ini sebagian besar
berasal dari metabolisme zat-zat makanan dalam tubuh. Energi termetabolis digunakan untuk aktivitas/pemeliharaan/hidup pokok (maintenance) atau untuk pemeliharaan/hidup pokok beserta produksi. Secara umum energi untuk pemeliharaan/hidup pokok disebut NEm dan energi untuk tumbuh dan bereproduksi disebut RE.
Ikan membutuhkan energi secara kontinyu untyuk
maintenance tanpa melihat apakah ikan mengkonsumsi pakan atau tidak. Ikan yang sedang dipuasakan akan memperoleh energi dari cadangan energi tubuh.
Energi
maintenance digunakan untuk metabolisme basal, dan menyokong tubuh pada saat istirahat.
Metabolisme basal adalah tingkat pembelanjaan energi minimal untuk
mempertahankan struktur dan fungsi jaringan tubuh agar hewan tetap survive. NEm dalam tubuh digunakan untuk tetap dalam kondisi keseimbangan. Dalam tingkat ini tidak terjadi penambahan atau pengurangan energi dalam jaringan tubuh.
Nilai NEm umumnya ditentukan dengan mengukur produksi panas ikan
percobaan yang berstatus gizi baik, dipuasakan, ada dalam lingkungan termonetral dan beristirahat. Produksi panas ikan yang berada dalam kondisi seperti itu disebut "Basal Metabolic Rate". RE digunakan untuk kerja diluar kemauan, pertambahan bobot jaringan (pertumbuhan, atau produksi lemak), telur dan sebagainya. Energi aktivitas pada ikan adalah energi untuk aktivitas berenang. Energi yang dikeluarkan untuk berenang dapat mengurangi porsi energi yang sebenarnya dapat digunakan untuk menyusun jaringan tubuh yang baru.
Energi berenang
tersebut dapat melebihi jumlah energi yang dikonsumsi dan untuk keseimbangannya maka energi dipasok dari cadangan energi. Dari berbagai ketentuan diatas diartikan bahwa semua energi yang terdapat dalam feses dan dalam urin dianggap hanya berasal dari pakan saja, dengan demikian maka nilai DE, ME dan NE bukan merupakan nilai energi yang sebenarnya, akan tetapi merupakan nilai energi semu atau nilai yang tampak atau apparent energy. Oleh karena itu untuk nilai energi yang sebenarnya atau true energy harus dikoreksi terlebih dahulu dengan energi yang berasal dari bukan sisa pakan atau yang disebut energi endogenous.
Pengukuran ME pada ikan baik dalam bentuk Apparent
Metabolizabel Energy (AME) maupun True Metabolizable Energy (TME) dapat
dilihat pada Bab Evaluasi Pakan.
Energi umumnya diperoleh dari zat-zat makanan
karbohidrat, lemak dan protein. Lemak menyediakan energi dua kali lipat per gram mol dibandingkan dengan karbohidra dan protein.
Setiap gram mol lemak akan
menghasilkan energi sebesar sekitar 9 kkal dibadingkan dengan 4 kkal pada karbohidrat dan protein.
Metabolisme energi dari karbohidrat
Metabolisme karbohidrat untuk menghasilkan energi dimulai dari masuknya glukosa asal darah ke dalam sel. Disini terjadilah proses glikolisis tahap pertama yang dimulai dengan reaksi antara glukosa dengan ATP (adenosin tri phosphat) dengan adanya enzim glukokinase (yang memerlukan ion Mg2+ sebagai kofaktor) dalam rangka melakukan fosforilasi (pemasukan satu gugus fosfat) glukosa menjadi glukosa-6-fosfat, dengan menghasilkan ADP (adenosin di phosphat). Reaksi tahap kedua merupakan isomerisasi glukosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-6-fosfat, yang dikatalisis oleh fosfoheksoisomerase. Dalam reaksi ini tidak terjadi penguraian maupun pembentukan ATP. Reaksi tahap ketiga adalah pemasukan gugus fosfat dari ATP, dikatalisis oleh fosfofruktokinase dengan ion Mg2+ sebagai kofaktor dan terbentuklah fruktosa-1,6-difosfat dengan meninggalkan lagi ADP.
Reaksi tahap keempat merupakan pemecahan senyawa karbohidrat beratom enam menjadi dua senyawa beratom tiga.
Fruktosa-1,6-difosfat dengan bantuan
enzim aldolase, dipecah menjadi dua molekul triosa fosfat yaitu 3, gliseraldehida 3fosfat dan dihidroksiaseton fosfat. Selanjutnya terjadi reaksi isomerisasi bolak-balik antara kedua senyawa beratom tiga ini dikatalisis oleh triosafosfat isomerase. Dalam keadaan normal dihidroksiaseton fosfat diubah seluruhnya menjadi gliseraldehida 3fosfat sehingga kemungkinan hilangnya setengah dari energi molekul glukosa dapat dicegah.
Dapat dikatakan disini, pemecahan satu molekul fruktosa 1,6-fosfat
menghasilkan dua molekul gliseraldehida 3-fosfat. Tahap-tahap reaksi satu sampai empat memerlukan energi dan gugus fosfat dari penguraian ATP menjadi ADP. Reaksi tahap kelima merupakan perubahan gliseraldehida 3-fosfat menjadi asam 1,3-difosfogliserat, yang melibatkan reaksi pemasukan satu gugus fosfat dari asam fosfat (buka dari ATP) dan oksidasi molekul aldehida menghasilkan molekul asam karboksilat. Reaksi ini dikatalisis oleh gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase dan dirangkaikan dengan reaksi reduksi pembentukan NADH (bentuk reduksi dari nikotinamid adenin dinukleotida) dari NAD+ (bentuk oksidasinya).
Reaksi tahap
kelima dalam tahap glikolisis merupakan reaksi pertama yang menghasilkan energi. Tahap keenam, satu dari dua buah ikatan antara asam fosfat dengan asam gliserat dalam molekul asam 1,3-difosfogliserat adalah suatu ikatan anhidrida yang dalam proses pemecahannya menghasilkan energi untuk pembentukan ATP dari ADP dan Pi.
Reaksi ini dikatalisis oleh fosfogliserat kinase (dengan ion magnesium
sebagai kofaktor) dengan menghasilkan asam 3-fosfogliserat. Reaksi tahap ketujuh adalah isomerasi asam gliserat 3-fosfat menjadi asam gliserat 2-fosfat, dikatalisis oleh fosfogliserat mutase dengan ion magnesium atau ion mangan sebagai kofaktor. Reaksi tahap kedelapan adalah enzim enolase melepaskan satu molekul H2O dari asam gliserat 2-fosfat menghasilkan asam fosfoenolpiruvat dengan ion magnesium atau ion mangan sebagai kofaktor. Reaksi tahap kesembilan atau terakhir dari glikolisis adalah pembentukan asam piruvat dari asam fosfoenolpiruvat melalui senyawa antara asam enolpiruvat.
Dalam reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase (ion magnesium atau sebagai kofaktor) gugus fosfat yang dilepaskan oleh fosfoenolpiruvat dipakai untuk mensintesis ATP dari ADP. Perubahan enolpiruvat ke asam piruvat terjadi secara spontan. Tahapan glikolisis secara menyeluruh dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi dari glukosa sampai dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat, yang menggunakan dua molekul ATP untuk tiap satu molekul glukosa yang dioksidasi.
Bagian kedua
meliputi tahap reaksi yang menghasilkan energi (ATP dan NADH), yaitu dari gliseraldehida 3-fosfat sampai dengan piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan dua molekul NADH dan empat molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi (atau untuk dua molekul gliseraldehida 3-fosfat yang dioksidasi).
Karena satu
molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan elektron dapat menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap reaksi bagian kedua ini menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian keseluruhan proses glikolisis menghasilkan 10 - 2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi. Secara keseluruhan tahap glikolisis dapat dilihat pada Gambar 6.2. Selanjutnya asam piruvat diubah melalui salah satu jalur be rikut ini. 1. Dapat masuk ke mitokondria lalu ikut dalam siklus asam trikarboksilat (siklus asam sitrat, siklus Krebs) untuk melakukan oksidasi dan fosforilasi ADP menjadi ATP dalam sistem sitokrom (ini adalah jalur yang paling sering terjadi pada asam piruvat). 2. Dapat direduksi membentuk asam laktat dan bersifat reversibel. 3. Dapat diubah kembali menjadi karbohidrat melalui glikoneogenesis (kebalikan dari glikolisis). 4. Dapat direduksi kembali menjadi asam malat lalu masuk dalam siklus Krebs. 5. Dapat dioksidasi menjadi asam oksaloasetat dalam siklus Krebs. 6. Dapat diubah menjadi asam amino alanin melalui transaminasi.
Hal ini semua adalah jalur yang mungkin dijalani oleh asam piruvat, dan ini tergantung pada metabolisme sel waktu itu. Selama proses glikolisis, setiap molekul glukosa membentuk dua molekul asam piruvat yang kesemuanya terjadi di sito plasma sel. Reaksi oksidasi piruvat hasil glikolisis menjadi atetil koenzim A merupakan tahap reaksi penghubung yang penting antara glikolisis dengan jalur metabolisme lingkar asam trikarboksilat (siklus Krebs). Reaksi yang dikatalisis oleh kompleks piruvat dehidrogenase dalam matriks mitokondria melibatkan tiga macam enzim (piruvat dehidrogenase, dihidrolipoil transasetilase dan dihidrolipoil dehidrogenase), lima macam koenzim 9-tiaminpirofosfat, asam lipoat, koenzim A, flavin adenin dinukleotida dan nikotinamid adenin dinukleotida), dan berlangsung dalam lima tahap reaksi.
Glikogen Uridin difosfat glukosa Glukosa
Glukosa-1-P
Glukosa-6-P
Fruktosa-6-P
Fruktosa-1,6-diP
Gliseraldehida-3-P
1,3-di-P-gliserat
dihidroksi fosfat
3-P-gliserat
2-P-gliserat
Fosfoenol piruvat Melalui mitokondria piruvat
Gambar 6.2. Tahapan glikolisis
Piruvat + NAD+ + koenzim A
asetilkoenzim A + NADH + CO2
Tahap reaksi pertama dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase yang menggunakan tiamin pirofosfat sebagai koenzimnya. menghasilkan senyawa
Dekarboksilasi piruvat
α -hidroksietil yang terikat pada gugus cincin tiazol dari
tiamin pirofosfat. Pada tahap reaksi kedua, α -hidroksietil didehidrogenase menjadi asetil yang kemudian dipindahkan dari tiamin pirofosfat ke atom S dari koenzim yang berikutnya, yaitu asam lipoat, yang terikat pada enzim dihidrolipoil transasetilase. Dalam hal ini gugus disulfida dari asam lipoat diubah menjadi bentuk reduksinya, yaitu gugus sulfhidril. Pada tahap reaksi ketiga, gugus asetil dipindahkan dengan perantaraan enzimdari gugus lipoil pada asam dihidrolipoat, ke gugus tiol (sulfhidril pada koenzim A).
Kemudian asetilkoenzim A dibebaskan dari sistem enzim
kompleks piruvat dehidrogenase. Pada tahap reaksi keempat, gugus ditiol pada gugus lipoil yang terikat pada dihidrolipoil transasetilase dioksidasi kembali menjadi bentuk disulfidanya dengan enzim dihidrolipoil dehidrogenase yang berikatan dengan FAD (flavin adenin dinukleotida).
Pada tahap kelima atau terakhir, FADH2 (bentuk
reduksi dari FAD) yang tetap terikat pada enzim, dioksidasi kembali oleh NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotida) menjadi FAD, sedangkan NAD+ berubah menjadi NADH (bentuk reduksi dari NAD+).
Siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria dan membutuhkan oksigen agar dapat berlangsung. Asam piruvat yang berasal dari glikolisis, begitu masuk ke dalam mitokondria diubah menjadi asetil koenzim A.
Kemudian bersamaan dengan
berlangsungnya proses oksidasi dalam siklus Krebs, pasangan-pasangan atom hidrogen (2H) dilepaskan bersama dengan CO2.
Atom-atom hidrogen tersebut
menyajikan ion H+ atau proton dan elektron yang kemudian masuk ke dalam sistem transport elektron mitokondria. Ion hidrogen dan elektron di pungut oleh molekul NAD+ (nikotinamid adenin dinukleotid), mereduksi NAD+ menjadi NADH. NADH merupakan pengantara siklus Krebs dan enzim dalam membran dalam mitokondria yang akan mengangkut elektron melalui sistem sitokrom dari rantai respirasi. NADH mentransfer proton dan elektron dan terbentuklah FMN (flavin mononukleotid). Kemudian menurut teori kemiosmotik, MFN mengambil proton dari bagian dalam membran, hingga tereduksi menjadi FMNH2. Kemudian dua atom H-nya dilepaskan dan ditransfer ke membran mitokondria eksterior dan dilepas berupa proton (H+). Pada saat yang sama, dua elektron itu menggabung ke molekul ubikuinon atau koenzim Q, yang kemudian mengambil atom-atom H. Kemudian dilepaskanlah satu elektron ke sitokrom C1 dan lainnya ke sitokrom b dari membran mitokondria. Elektron-elektron kemudia ditransfer ke sitokrom a dan a3, dari sinilah elektron bergabung dengan atom oksigen dan dua proton untuk membentuk molekul air. Dalam urutan oksidasi reduksi yang terjadi di dalam membran serta melintas membran mitokondria, tiap dua proton yang melintas membran dan masuk, akan menyebabkan fosfat anorganik melekat pada ADP karena adanya perbedaan potensial listrik, lalu terbentuklah ATP. Kecepatan reaksi ini akan meningkat oleh adanya sistem enzim. Hasil neto dari siklus Krebs serta sistem transport sitokrom adalah untuk menghasilkan tiga ATP lebih banyak dari ADP untuk tiap pasang atom H yang dilepaskan selama siklus tersebut, dan hal ini terjadi melalui fosforilasi oksidatif. Di sini juga dihasilkan tiga molekul CO2 dan tiga molekul H2O.
Karena ada dua molekul piruvat yang terbentuk dari tiap molekul glukosa, siklus Krebs bekerja dua kali untuk tiap molekul glukosa yang dipecahkan. Oleh karena itu, pada dasarnya akan diperoeleh empat pasang atom hidrogen untuk tiap siklus. Dua siklus akan menghasilkan 8 x 3 = 24 ATP, dan dua ATP neto dari glikolisis, ditambah empat ATP lagi dari pembentuk FAD yang tereduksi selama siklus Krebs. Di samping itu juga dua lagi ATP dari fosforilasi oksidatif pada tingkat substrat, yang kesemuanya menjadi 32 ATP, enam lagi masih mungkin dari generasi glikolitik dari NADH2. Jadi dapat dinyatakan 38 molekul ATP dihasilkan dari degradasi satu molekul glukosa. ATP yang terbentuk itu merupakan sumber energi yang siap untuk tiap kegiatan biologi termasuk kontraksi otot, sekresi kelenjar, konduksi saraf, absorpsi aktif dan transport membran. Secara keseluruhan siklus Krebs dapat dilihat pada Gambar 6.3. Asetil KoA
KoA-SH H2O Sitrat
Oksaloasetat
NADH + H+ H2O
NAD+
Cis-aconitat
Malat
H2O
SIKLUS KREBS H2O Fumarat
NAD+
Isositrat
NADH + H+
CO2
α -ketoglutarat FADH+
NAD+ NADH + H+ FAD
Suksinil KoA
Suksinat
H2O PI
CO2 + 2H
GDP + Pi GTP
Gambar 6.3. Siklus Krebs
Piruvat, dengan adanya NADH, H+ dan enzim laktik dehidrogenase, membentuk laktat dan NAD. Dengan pengubahan yang bersifat enzimatis, laktat kemudian dikonversikan kembali menjadi piruvat yang kemudian masuk siklus Krebs untuk oksidasi lengkap seperti yang telah dikemukakan sebelumnya. Hasil akhirnya selalu CO2, H2O dan energi yang siap digunakan dalam bentuk ATP.
Secara
keseluruhan metabolisme karbohidrat dapat dilihat pada Gambar 6.4. Sebagian dari glukosa yang masuk ke dalam sel tidak mengalami katabolisme menjadi piruvat oleh glikolisis, tetapi membentuk glikogen secara anabolis melalui proses yang disebut glikoneogenesis, sehingga glukosa untuk sementara dapat disimpan dalam hati. Proses ini kemudian diikuti oleh proses kebalikannya, yaitu glikogenolisis yang merupakan pemecahan cadangan glikogen menjadi glukosa-6fosfat pada beberapa sel, atau langsung menjadi glukosa seperti yang terjadi di hati.
Glukosa tidaklah harus selalu masuk ke sel dari kapiler darah. Beberapa sel terutama sel hati, dapat menghasilkan glukosa dari substrat dan bukan dari karbohidrat. Hal ini adalah pembentukan glukosa dari sel-sel lemak atau protein di dalam hati, untuk aliran darah, yang disebut dengan proses glukoneogenesis. Hal ini pada dasarnya ini terjadi ketika tingkat glukosa darah menurun, atau ketika jumlah glukosa yang masuk ke dalam sel tidak mencukupi dan cadangan glikogen terpakai habis.
Glikogen Uridin difosfat glukosa Glukosa
Glukosa-1-P
Asetil KoA Glukosa-6-P
KoA-SH
Fruktosa-6-P H O 2
Sitrat
NADH + H
Gliseraldehida-3-P
Fruktosa-1 ,6-diP
+
Oksaloasetat
H 2O
+
NAD
Cis-aconitat dihidroksi fosfat Malat
H2O
SIKLUS
1,3-di-P-gliserat
KREBS 3-P-gliserat
H 2O
Isositrat
NAD+ Fumarat
NADH + H
+
CO 2
-ketoglutarat
α
2-P-gliserat
+
+
FADH
NAD
+
NADH + H Suksinil KoA CO2
Suksinat
Fosfoenol piruvat
CO2 + 2H
HO
FAD
GDP + P i
piruvat
Pi
H2 O
GTP
Gambar 6.4. Metabolisme karbohidrat 6.3. Metabolisme energi dari lemak
Asam palmitat (C16:0) merupakan salah satu asam lemak yang paling banyak diketahui proses metabolismenya, oleh karena itu untuk memudahkan pembahasan selanjutnya akan dipakai asam lemak ini. Proses penguraian asam lemak dimulai dengan tahap
β -oksidasi. Proses oksidasi ini berlangsung dalam mitokondria.
Tahap pertama adalah menggiatkan asam palmitat bebas dengan asetil koenzim A dalam sitoplasma, oleh enzim asil koenzim A sintetase menghasilkan palmitoil koenzim A. Pada reaksi ini sebagai sumber energi digunakan satu molekul ATP untuk satu molekul palmitil koenzim A yang terbentuk. Dalam hal ini terjadi dua reaksi pemecahan ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu terhidrolisisnya ATP menjadi AMP + PPi dan terurainya PPi menjadi 2 Pi oleh enzim pirofosfattase. Dengan demikian untuk menggiatkan satu molekul asam lemak dalam tahap reaksi ini,
digunakan energi yang didapatkan dari pemecahan dua ikatan fosfat berenergi tinggi dari satu molekul ATP. Tahap reaksi kedua, palmitoil koenzim A diangkut dari sitoplasma ke dalam mitokondria dengan bantuan molekul pembawa yaitu karnitin yang terdapat dalam membran mitokondria. Reaksi tahap ketiga adalah proses dehidrogenasi palmitoil koenzim A yang telah berada di dalam mitokondria dengan enzim asil koenzim A dehidrogenase yang menghasilkan senyawa enoil koenzim A.
Pada reaksi ini FAD (flavin adenin
dinukleotida) yang bertindak sebagai koenzim direduksi menjadi FADH2. Dengan mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi melalui rantai pernafasan suatu molekul FADH2 dapat menghasilkan dua molekul ATP. Pada tahap reaksi keempat, ikatan rangkap pada enoil koenzim A dihidratasi menjadi 3-hidroksipalmitoil koenzim A hidratase. Reaksi tahap kelima adalah dehidrogenase dengan enzim 3-hidroksianil koenzim A dehidrogenase dan NAD+ sebagai koenzimnya.
Pada reaksi ini 3-
hidroksipalmitoil koenzim A dioksidasi menjadi 3-ketopalmitoil koenzim A, sedangkan NADH yang terbentuk dari NAD+ dapat dioksidasi kembali melalui mekanisme fosforilasi bersifat oksidasi yang dirangkaikan dengan rantai pernafasan menghasilkan tiga molekul ATP. Reaksi tahap terakhir adalah mekanisme oksidasi-β
adalah pemecahan
molekul dengan enzim asetil koenzim A asetiltransferase atau disebut juga tiolase. Pada reaksi ini satu molekul koenzim A (CoA) bebas berinteraksi dengan 3ketopalmitoil keenzim A menghasilkan satu molekul asetil koenzim A dan sisa rantai asam lemak dalam bentuk koenzim A-nya, yang mempunyai rantai dua atom karbon lebih pendek dari palmitoil koenzim A semula. Proses degradasi asam lemak selanjutnya adalah pengulangan mekanisme oksidasi-β secara kontinu sampai rantai panjang asam lemak tersebut habis dipecah menjadi molekul asetil koenzim A. Dengan demikian satu molekul asam palmitat (C16) menghasilkan 8 molekul asetil koenzim A (C2) dengan melalui tujuh kali
oksidasi-β . Setelah semua reaksi masuk dalam siklus Krebs.
β -oksidasi berakhir maka dilanjutkan dengan
Reaksi keseluruhan dari katabolisme asam lemak
palmitat dapat dilihat pada Gambar 6.5. Biosintesis asam lemak dari asetil koenzim A terjadi di hampir semua bagian tubuh ikan, terutama dalam jaringan hati dan jaringan lemak.
Biosintesis ini
berlangsung melalui mekanisme yang dalam beberapa hal berbeda dengan oksidasi asam lemak.
Secara keseluruhan biosintesis asam lemak terbagi menjadi tiga tahap
utama. Tahap pertama pembentukan malonil koenzim A dari asetil koenzim A. Tahap kedua adalah pemanjangan rantai asam lemak sampai terbentuknya asam palmitat secara kontinu dengan tiap kali penambahan malonil keenzim A dan pelepasan CO2. Tahap ketiga adalah pemanjangan rantai asam palmitat secara bertahap bergantung pada keadaan dan komposisi faktor penunjang reaksi dalam sel. Tahap pertama dimulai dengan reaksi antara asetil koenzim A dengan gugus SH (sulfhidril) dari molekul ACP (acyl carrier protein) merupakan reaksi pemul dalam mekanisme biosintesisi asam lemak. Reaksi ini dikatalisis oleh salah satu dari enam enzim sintetase kompleks, ACP-asiltransferase, dengan persamaan reaksi : ATP Asetil KoA CoASH
AMP PP i
(1)
KoA-SH
asil asam lemak koenzim FAD
Asam lemak H2 O Tiokinase
(2)
Sitrat
Palmitoil-CoA NADH + H
+
dehidrogenase FADH Enoil koenzim H O 2 H2 O
Oksaloasetat
+
NAD
Cis-aconitat
(3)
Enoil hidrase
Malat
SIKLUS
H2O
Hidroksiasil koenzsim A NAD
KREBS Hidroksisiasil dehidrogenase
(4)
H2O
Isositrat
+
NAD
NADH + H + Ketoasil koenzim A NADH +H
Fumarat
-ketoglutarat
α +
CO 2
CoASH
+
FADH
NAD
+
NADH (5) + H Suksinil KoA CO Tiolase 2
Suksinat
CO2 + 2H
HO
FAD
GDP + Pi Pi
H2O
GTP
+
Gambar 6.5. Katabolisme asam palmitat
Asetil-S-CoA + ACP-SH
asetil-S-ACP + CoA-SH
Reaksi selanjutnya adalah pemindahan gugus asetil dari ACP ke gugus SH dari enzim beta-ketoasil-ACP-sintase, menghasilkan asetil S-beta-ketoasil-ACPsintase, disingkat asetil-S-sintase. Asetil-S-ACP + sintase-SH
ACP-SH + asetil-S-sintase
Dengan telah terikatnya gugus asetil pada enzim pertama dari enam enzim kompleks sintetase asam lemak tersebut, dapatlah dimulai mekanisme pemanjangan rantai asam lemak dengan penambahan dua atom karbon pada malonil koenzim , secara berturut-turut sampai terbentuknya asam palmitat. Tahap kedua adalah reaksi kondensasi pembentukan aseasetil-S-AC. Reaksi kondensasi didahului dengan reaksi pembentukan malonil-S-ACP dari malonil-S-
CoA, yaitu pemindahan gugus malonil dari ACP ke CoA. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ACP-malonil-transferase : Malonil-S-CoA + ACP-SH
malonil-S-ACP + CoA-SH
(malonil koenzim A)
(koenzim A)
Reaksi berikutnya adalah kondensasi antara asetil-S-sintase dengan malonil-SACP menghasilkan asetoasetil-S-ACP.
Reaksi ini dikatalisis oleh enzim beta-
ketoasil-ACP-sintase dan laju reaksinya didorong oleh terlepasnya CO2 dari malonilS-ACP, yaitu reaksi eksergonik dekarboksilasi gugus malonil, yang memberikan dorongan termodinamik ke arah pembentukan aseto-asetil-S-ACP. Pada tahap ketiga ini, terdapat dua reaksi reduksi asetoasetil-S-ACP. Pada reaksi reduksi yang pertama, aseoasetil-S-ACP diredukis dengan NADPH dan enzim beta-ketoasil-ACP-reduktase
menghasilkan
D-β -hidroksibutiril-S-ACP,
yang
selanjutnya mengalami dehidratasi dengan enzim enoil-ACP-hidratase menghasilkan krotonil-ACP. Reaksi reduksi yang kedua adalah hidrogenasi krotonil-ACP dengan enzim enoil-ACP-reduktase yang menghasilkan butiril-ACP.
Seperti juga reaksi
reduksi yang pertama, reaksi ini menggunakan NADPH-NADP+ (bukan NADHNAD+ seperti yang dipakai pada proses oksidasi asam lemak) sebagai sistem koenzimnya . Dengan terbentuknya butiril-ACP, selesailah satu dari tujuh daur yang dilakukan oleh enzim kompleks sintetase untuk menghasilkan palmitoil-CoA. Untuk memulai daur yang berikutnya, gugus butiril dipindahkan dari ACP ke enzim
β-
ketoasil-ACP-sintase dan ACP mengambil satu gugus malonil dari molekul malonil Co-A yang lainnya. malonil-ACP
Selanjutnya daur diulangi dengan reaksi kondensasi antara
dengan
butiril-S-β -ketoasil-ACP
ketoheksanoil-S-ACP dan CO2.
sintase
menghasilkan
β-
Demikianlah setelah tujuh kali mekanisme daur
berlangsung dengan enzim kompleks sintetase asam lemak, terbentuklah palmitoilACP sebagai hasil akhir. Selanjutnya gugus palmitoil ini dapat mengalami beberapa kemungkinan, tergantung kondisi dalam sel dan jenis jasadnya. Kemungkinan itu
adalah, pertama, gugus palmitoil dilepaskan dari enzim sintetase kompleks, dengan bantuan enzim tioesterase, menghasilkan asam palmitat bebas, kedua, gugus palmitoil dipindahkan dari ACP ke CoA, ketiga, gugus palmitoil digabungkan langsung ke dalam asam fosfatidat dalam proses biosintesis fosfolipid dan triasil gliserol. Gambar 6.6 menunjukkan mekanisme reaksi keseluruhan proses biosintesis asam palmitat dari asetil-CoA.
Reaksi oksidasi dan biosintesis asam palmitat mempunyai perbedaan
yang cukup penting. Perbedaan tersebut terdapat pada Tabel 6.1. Tabel 6.1. Perbedaan oksidasi dengan biosintesis asam palmitat No. 1. 2. 3.
Komponen Tempat Sistem pembawa Molekul pemanjang rantai
4.
Sistem koenzim dalam reaksi hidrogenasi
Oksidasi Mitokondria CoA Asetil-CoA (beratom karbon dua) NAD+/NADH & FAD/FADH2
Biosintesis Sitoplasma ACP Malonil-CoA (beratom karbon tiga) NADPH/NADP+
CO2 CH3CO ACP-SH
SCoA asetil-CoA ACP-asiltransferase
CoASH CH3CO Sintase-SH
ACP-SH CH3CO
S
ACP
S
sintase
HOOCCH2CO SCoA malonil-CoA ACP-SH ACP-malonil transferase
CoASH HOOCCH2CO S
Sintase-SH O
COOH
CO2
ACP
CH3
C
CH
CO
S
ACP
CH3COCH2CO S ACP Asetoasetil-S-ACP
NADPH + H+ NADP+
β -ketoasil-ACP reduktase OH CH3
C
O CH2 C S A CP β -hidroksibutiril-S-ACP enoill-ACP hidratase
H2O CH3CH NADPH + H+
CH2 CO S ACP Krotonil-ACP
CH3(CH2)13CH2COOH asam palmitat
enoill-ACP reduktase
CoA-SH
+
NADP
CH3CH2CH2
CO S ACP CH3(CH2)13CH2 Butiril-ACP Palmitoil-CoA Reaksi diulangi mulai dari tahap reaksi dengan sintase-SH sampai dengan reaksi enoil-ACP reduktase Diulangi sampai 6 kali CH3(CH2)13CH2 CO S AC ACP Palmitoil-ACP Gambar Gambar 6.6.
CO
SCoA CoA-SH
ACP-SH
Mekanis Mekanisme me reaksi reaksi keselur keseluruhan uhan proses proses biosintesi biosintesiss asam palmitat dari asetil-CoA
6.4. Metabolisme energi dari protein
Metabolisme protein tidak secara langsung terlibat dalam memproduksi energi.
Tetapi metabolisme protein terlibat dalam produksi enzim, hormon,
komponen struktural, dan protein darah dari sel-sel badan dan jaringan. Metabolisme energi yang berasal dari protein didahului dengan degradasi protein menjadi asamasam amino.
Kemudian asam-asam amino dilepas gugus aminonya melalui
deaminasi oksidatif di sel-sel hati. Hasil deaminasi akan masuk dalam siklus Krebs guna pembentukan energi, atau melalui piruvat dan asetil koenzim A sebelum masuk siklus Krebs. Kerangka karbon dari asam-asam amino alanin, alanin, sistein, sistin, sistin, glisin, treonin, serin dan hidroksiprolin diubah menjadi piruvat. Pembentukan piruvat dari glisin dapat dapat terjad terjadii dengan dengan kon konver versi si menjad menjadii serin serin yang yang dikata dikatali lisis sis oleh oleh enzim enzim serin serin hidroksimetiltransferase. Reaksi Reaksi alanin alanin transa transamin minase ase dan serin serin dehidra dehidratas tase, e, keduany keduanyaa memerl memerlukan ukan piridoksal piridoksal fosfat fosfat sebagai koenzim. koenzim.
Reaksi serin serin dehidratase dehidratase berlangsung berlangsung melalui melalui
pembuangan pembuangan H2O dari serin, serin, membentuk membentuk suatu asam amino amino tidak jenuh. Kemudian Kemudian disusun disusun kembali kembali menjadi menjadi asam α -amino yang terhidrolisis spontan menjadi piruvat dan amonia. Jalan katabolik utama dari sistin adalah konversi menjadi sistein yang dikatalisis oleh enzim sistin reduktase.
Setelah itu akan bergabung dengan
katabolisme sistein. Sistein dikatabolisme melalui dua jalan katabolisme u tama yaitu jalan oksidasi langsung (sistein (sistein sulfinat) dan jalan transaminasi (3-merkaptopiruvat). (3-merkaptopiruvat). Kedua jalan tersebut memerlukan enzim transaminase. Treonin dibelah menjadi asetaldehida dan glisin oleh treonin aldolase. Kemudian asetaldehida membentuk asetil koenzim A, sementara glisin sudah dibicarakan diatas. Tiga dari lima karbon 4-hidroksi-L-prolin dikonversi menjadi piruvat, dua sisanya sisanya membentuk membentuk glikosilat. glikosilat.
Kemudian Kemudian tahap akhir reaksi melibatkan melibatkan aldolase aldolase
yang memecah hidroksiprolin menjadi piruvat dan glioksilat. Semua asam amino yang membentuk membentuk piruvat dapat dikonversi dikonversi menjadi asetil koenzim A. Disamping itu ada lima lima asam amino yang membentuk asetil koenzim A tanpa membentuk piruvat lebih dahulu.
Asam-asam amino tersebut adalah
fenilalanin fenilalanin,, tirosin, tirosin, triptofan, triptofan, lisin lisin dan leusin. leusin. Fenilalani Fenilalanin n mula-mula mula-mula dikonversi dikonversi
menjad menjadii tirosi tirosin n oleh oleh fenila fenilalan lanin in hidrok hidroksil silase ase..
Lima Lima reaksi reaksi enzima enzimati tik k beruru berurutan tan
mengkonversi tirosin menjadi fumarat dan asetoasetat, yaitu (1) transaminasi menjadi p-hidroksi p-hidroksifenil fenilpiruva piruvat, t, (2) oksidasi dan migrasi migrasi sekaligus sekaligus dari rantai samping samping 3karbon dan dekarboksilasi yang membentuk homogentisat, (3) oksidasi homogentisat menjad menjadii
maleil maleilase asetoa toaset setat, at,
(4)
isomer isomerasi asi
maleia maleiaset setoas oaseta etatt
menjad menjadii
fumarilasetofumarat dan (5) hidrolisis fumarilasetoasetat menjadi fumarat dan osetoasetat osetoasetat.. Asetoaseta Asetoasetatt selanjutny selanjutnyaa dapat mengalami mengalami pembelahan tiolitik tiolitik menjadi asetat dan asetil koenzim A. L-lisin dikonversi menjadi α -aminoadipat dan α -ketoadipat. L-lisin pertama kali berkondensas berkondensasii dengan α -ketoglutarat yang memecah air dan membentuk basa Schiff. Schiff. Kemudian Kemudian direduksi direduksi menjadi sakaropin sakaropin oleh dehidrogenase dehidrogenase dan kemudian kemudian dioksidasi oleh dehidrogenase kedua. Penambahan air membentuk L-glutamat L-glutamat dan L-
α -aminoadipat-δ -semialdehida.
Katabolisme lebih lanjut dari
memerlukan transaminasi menjadi
α -aminoadipat
α -ketoadipat, yang mungkin diikuti oleh
dekarboksilasi oksidatif menjadi glutaril-KoA. Triptofan Triptofan oksigenase oksigenase (triptofa (triptofan n pirolase) pirolase) mengkatali mengkatalisis sis pembelahan pembelahan cincin cincin dengan inkorporasi 2 atom oksigen yang membentuk N-formilkinurenin. Oksigenasenya adalah metaloprotein besiforfirin. besiforfirin. Pengeluaran gugus formil formil dari Nformilkinurenin secara hidrolitik dikatalisis oleh kinurenin formilase yang menghasilkan kinurenin. Kemudian dideaminasi dengan transaminase gugus amino rantai samping ke ketoglutarat. Metabolisme lebih lanjut dari kinurenin kinurenin melibatkan konversi menjadi menjadi 3-hidroksikinurenin. 3-hidroksikinurenin. Kinurenin dan hidroksikinurenin hidroksikinurenin dikonversi menjadi menjadi hidroksiantrani hidroksiantranilat lat oleh enzim kiruneninas kiruneninasee suatu enzim piridoksal piridoksal fosfat. fosfat. Leusin sebelum diubah menjadi asetil koenzim A diubah dahulu menjadi asetoasetat, sama dengan pengubahan tirosin. Suksinil koenzim A merupakan hasil akhir amfibolik dari katabolisme metionin, metionin, isoleusin isoleusin dan valin valin yang hanya sebagian sebagian rangka dikonversi. dikonversi. Empat per lima lima karbon karbon valin, valin, tiga tiga per lima lima karbon karbon metion metionin in dan seteng setengah ah karbon karbon isoleu isoleusin sin
membentuk suksinil koenzim A. l-metionin berkondensasi dengan ATP membentuk S-adenosilm S-adenosilmetioni etionin n atau "metionin "metionin aktif". Pengeluaran Pengeluaran gugus metil membentuk membentuk Sadenosil-homosistein. Hidrolisis ikatan S-Peserta S-Peserta menghasilkan L-homosistein dan adenosin.
Homosistein selanjutnya berkondensasi dengan serin, membentuk
sistation sistationin. in. Pembelahan Pembelahan hidrolitik hidrolitik sistationin sistationin membentuk L-homoserin L-homoserin dan sistein. sistein. Kedua reaksi ini oleh karenanya juga terlibat dalam biosintesis sistein dan serin. Homoserin dikonversi menjadi
α -ketobutirat oleh homoserin deaminase. Konversi
α -ketobutirat menjadi propionil-KoA selanjutnya terjadi dengan cara biasa untuk dekarboksilasi oksidatif asam α -keto membentuk derivat asil KoA. Sebagaimana diharapkan dari kemiripan strukturnya, katabolisme L-valin dan L-isol L-isoleus eusin in pada awalny awalnyaa memerl memerluka ukan n reaksi reaksi yang sama. sama.
Jalan Jalan ini kemudi kemudian an
memisah dan masing-masing rangka asam amino mengikuti jalan unik menjadi zat antara amfibolik. Kerangka karbon dari asam-asam amino glutamin, glutamat, arginin, histidin, dan prolin memasuki siklus Krebs melalui
α -ketoglutarat. Katabolisme glutamin
dan glutamat berlangsung dengan bantuan enzim glutaminase dan transaminase. Prolin dioksidasi menjadi dehidroprolin yang dengan penambahan air akan membentuk glutamat γ -semialdehida. Selanjutnya dioksidasi menjagi glutamat dan ditransaminasi menjadi
α -ketoglutar -ketoglutarat. at. Arginin Arginin dan histidin histidin juga membentuk membentuk α -
ketoglutarat, satu karbon dan baik 2 (histidin) maupun 3 (arginin) pertama-tama harus dikeluarkan dari asam amino 6 karbon ini. Arginin hanya membutuhkan hanya satu langkah yaitu pengeluaran gugus guanidino secara hidrolisis yang dikatalisis oleh arginase yang menghasilkan menghasilkan ornitin. Ornitin mengalami transaminasi gugus ∂ -amino, membentuk glutamat γ -semialdehida, yang dikonversi menjadi α -ketoglutarat. Bagi histidin, pengeluaran karbon dan nitrogen yang berlebih membutuhkan empat reaksi. reaksi.
Deaminasi Deaminasi histidin histidin menghasilkan menghasilkan urokanat. urokanat.
Konversi Konversi urokanat urokanat
menjadi 4-imidazolon-5-propionat, yang dikatalisis oleh urokanase melibatkan penambahan H2O dan oksidasi-r oksidasi-reduksi eduksi interna. interna.
Reaksi selanjutny selanjutnyaa adalah adalah 4-
imidazolon-5-propionat dihidrolisis menjadi N-formiminoglutamat yang diikuti oleh pemindahan gugus formimino pada karbon alfa ke tetrahidrofolat yang membentuk N5-formiminotetrahidrofolat. -formiminotetrahidrofolat.
Kemudian dengan bantuan enzim glutamat formimino
transferas transferase, e, N5-formimino -formiminotetra tetrahidro hidrofolat folat diubah menjadi menjadi L-glutamat L-glutamat dan akhirnya akhirnya menjadi oksaloasetat dengan bantuan enzim transaminase. Secara umum katabolisme masing-masing asam amino yang digunakan sebagai sumber energi dapat dilihat pada Gambar 6.7. Sebagaimana diketahui, sumber energi diperoleh dari karbohidrat, lemak dan protein. protein.
Karbohidrat Karbohidrat melalui melalui jalur glikolis glikolisis is dan kemudian menuju menuju siklus Krebs
untuk menghasilkan menghasilkan energi. Lemak melalui melalui jalur jalur β -oksidasi dan kemudian menuju siklus Krebs untuk menghasilkan energi. Sementara itu protein harus mengalami deaminasi sebelum menjadi piruvat, asetil koenzim A ataupun langsung masuk ke siklus Krebs. Kesemua jalur tersebut tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.8. Amonia merupakan produk sisa utama dari katabolisme protein dapa ikan, sehingga tidak dibutuhkan energi untuk memekatkannya dan menawarkannya seperti pada hewan lainnya.
Alanin Triptofan Sistin Glisin Treonin Serin Hidroksiprolin
Glutamat
Arginin Glutamin Glutamat Histidin Prolin
α -ketoglutarat
Sitrat
Suksinil KoA
Piruvat Siklus Krebs
Asetil KoA Oksaloasetat
Fumarat Metionin Isoleusin
Valin Isoleusin Leusin Triptofan
Asetoasetil KoA
Aspartat
Fenilalanin Tirosin Triptofan Lisin Leusin
Tirosin Fenilalanin
Asparagin
Gambar 6.7. Katabolisme asam-asam amino menjadi energi
Karbohidrat
Lemak
Protein
Asetil KoA
KoA-SH
Glukosa
Asam lemak
Asam amino
H2O Sitrat
NADH + H
+
Oksaloasetat
H2O
+
NAD
Cis-aconitat Malat
H 2O
SIKLUS KREBS H 2O
Isositrat
NAD+ +
Fumarat
NADH + H
CO 2
-ketoglutarat
α +
+
FADH
NAD
+
NADH + H Suksinil KoA CO2
Suksinat
CO2 + 2H
HO
FAD
GDP + Pi Pi
H2O
GTP
Gambar 6.8. Metabolisme energi
BAB VII KEBUTUHAN NUTRISI BAGI IKAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami kebutuhan nutrisi bagi ikan untuk menunjang pertumbuhan dan kelangsungan hidupnya TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS
Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan kebutuhan energi dari karbohidrat bagi ikan dan pengertian karbohidrat 2. Menjelaskan proses pencernaaan dan penyerapan karbohidrat 3. Menjelaskan kebutuhan energi dari lemak bagi ikan dan macam-macam asam lemak 4. Menjelaskan proses pencernaan dan penyerapan lemak 5. Menjelaskan kebutuhan energi dari protein bagi ikan dan macam-macam asam amino 6. Menjelaskan proses pencernaan dan penyerapan protein 7. Menjelaskan kebutuhan mineral dan vitamin bagi ikan
7.1. Kebutuhan Energi pada Ikan 7.1.1. Kebutuhan energi dari karbohidrat 7.1.1.1. Pengertian karbohidrat
Karbohidrat mempunyai komposisi kimia yang mengandung C, H dan O. Semakin kompleks susunan komposisi kimia, maka akan semakin sulit dicerna. Hidrogen dan oksigen biasanya berada dalam rasio yang sama seperti yang terdapat dalam molekul air yaitu H2O (2H dan 1O). Klasifikasi karbohidrat menurut urutan kompleksitas terdiri dari monosakarida, disakarida, trisakarida dan polisakarida. Monosakarida atau gula sederhana yang penting mencakup pentosa (C5H10O5) yaitu gula dengan 5 atom C dan heksosa (C6H12O6). Pentosa terdapat di alam dalam jumlah sedikit. Pentosa dapat dihasilkan melalui hidrolisis pentosan yang terdapat dalam kayu, janggel jagung, kulit oil, jerami. Pentosa terdiri dari arabinosa, ribosa, dan xilosa.
Heksosa bersifat lebih umum dan lebih penting dalam pakan
dibandingkan dengan monosakarida lainnya. Heksosa terdiri dari fruktosa, galaktosa, manosa dan glukosa. Fruktosa (levulosa) terdapat bebas dalam buah yang masak dan dalam madu. Galaktosa berada dalam senyawa dengan glukosa membentuk laktosa (gula susu).
Glukosa (dekstrosa) terdapat dalam madu, dan bentuk inilah yang
terdapat dalam darah. Disakarida dibentuk oleh kombinasi kimia dari dua molekul monosakarida dengan pembebasan satu molekul air. Bentuk disakarida yang umum adalah sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa.
Sukrosa merupakan gabungan dari glukosa dan
fruktosa dengan ikatan α (1- 5) yang dikenal sebagai gula dalam kehidupan seharihari. Sukrosa umumnya terdapat dalam gula tebu, gula bit serta gula mapel. Maltosa merupakan gabungan glukosa dan glukosa dengan ikatan
α (1 -4).
Maltosa
terbentuk dari proses hidrolisa pati. Laktosa (gula susu) terbentuk dari gabungan galaktosa dan glukosa dengan ikatan β (1 - 4). Selubiosa merupaka gabungan dari glukosa dan glukosa dengan ikatan
β (1 - 4). Selubiosa adalah sakarida yang
terbentuk dari sesulosa sebagai hasil kerja enzim selulose yang berasal dari mikroorganisme. Trisakarida terdiri dari melezitosa dan rafinosa. Rafinosa terdiri dari masingmasing satu molekul glukosa, galaktosa dan fruktosa. Dalam jumlah tertentu terdapat dalam gula bit dan biji kapas. Melezitosa terdiri dari dua molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Polisakarida tersusun atas sejumlah molekul gula sederhana.
Kebanyakan
polisakarida berbentuk heksosan yang tersusun dari gula heksosa, tetapi ada juga pentosan yang tersusun oleh gula pentosa, disamping juga ada yang dalam bentuk campuran yaitu kitin, hemiselolusa, musilage dan pektin.
Polisakarida heksosan
merupakan komponen utama dari zat-zat makanan yang terdapat dalam bahan asal tanaman. Heksosan terdiri dari selulosa, dekstrin, glikogen, inulin dan pati. Pati terdiri dari α amilosa [ikatan - 6)].
α (1 - 4)] dan amilopektin [ikatan α (1 - 4) dan α (1
Pati merupakan persediaan utama makanan pada kebanyakan tumbuh-
tumbuhan, apabila terurai akan menjadi dekstrin [glukosa, ikatan
α (1 - 4) dan α (1
- 6)], kemudian menjadi maltosa dan akhirnya menjadi glukosa.
Pati merupakan
sumber energi yang sangat baik bagi ikan. Selulosa [glukosa, ikatan
β (1 - 4)]
menyusun sebagian besar struktur tanaman, sifatnya lebih kompleks dan tahan terhadap hidrolisa dibandingkan dengan pati.
Sebagian besar cadangan karbohidrat
dalam tubuh hewan berada dalam bentuk glikogen [glukosa, ikatan α (1 - 4) dan
α
(1 - 6)] yang terdapat dalam hati dan otot. Glikogen larut dalam air dan hasil akhir hidrolisa adalah glukosa. Glikogen dan pati merupakan bentuk simpan atau cadangan untuk gula. Inulin [fruktosa, ikatan
β (2 - 1)] adalah polisakarida yang apabila
dihidrolisa akan dihasilkan fruktosa. Polisakarida ini merupakan cadangan (sebagai ganti pati), khususnya dalam tanaman yang disebut artichke Yerusalem (seperti tanaman bunga matahari). Inulin digunakan untuk pengujian clearance rate pada fungsi ginjal karena zat tersebut melintas dengan bebas melalui glomerulus ginjal dan tidak di sekresi atau diserap oleh tubuh ginjal.
Kitin merupakan polisakarida
campuran yang terdapat dalam eksoskeleton (kulit yang keras) pada berbagai serangga.
Pencernaan dan penyerapan karbohidrat
Karbohidrase merupakan enzim-enzim yang memecah karbohidrat menjadi gula-gula yang lebih sederhana. Amilase berfungsi merombak pati menjadi gula-gula yang lebih sederhana. Dalam cairan usus mungkin terdapat juga sedikit amilase. Oligisakaride memecah trigliserida menjadi gula sederhana. Disakarida sukrosa dan maltosa dihidrolisis oleh sukrase dan maltase.
Disakarida maltosa, sukrosa dan
laktosa dirombak oleh enzim-enzim khusus yaitu maltase, sekrase dan laktase. Enzim-enzim ini dan enzim-enzim yang lain yang dihasilkan oleh sel-sel usus tidak sepenuhnya terdapat dalam keadaan bebas di dalam rongga usus. Hal ini terbukti karena ekstrak bebas sel dari cairan usus hanya mengandung sedikit enzim tersebut. Tetapi enzim-enzim tersebut terdapat pada permukaan mikrovilus yang merupakan batas dari sel absorpsi vilus tersebut. Pada waktu masuk ke batas ini, disakarida tersebut dihidrolisis, semua menghasilkan glukosa, di samping itu sukrosa menghasilkan juga fruktosa, dan laktosa menghasilkan galaktosa. Monosakarida ini juga diabsorpsi oleh sel-sel absorpsi, tetapi mekanisme transport aktifnya belum dapat dipastikan. Sebagian besar penyerapan merupakan suatu proses aktif dan bukan sekedar suatu proses yang pasif. Hal ini diperlihatkan dari kemampuan sel-sel epitel untuk menyerap secara selektif zat-zat seperti glukosa, galaktosa dan fruktosa dalam konsentrasi yang tidak sama. Glukosa diserap lebih cepat dari fruktosa, sepanjang epitelnya masih hidup dan tidak rusak. Glikogen, karbohidrat khas hewan, berfungsi sebagai simpanan jangka pendek, yang dapat dipergunakan secara cepat jika gula yang tersedia dalam darah atau tempat lain telah habis.
Glikogen dapat disimpan dalam kebanyakan sel,
terutama dalam sel-sel hati dan otot. Pada waktu melalui hati, kelebihan gula yang diserap dari usus diambil oleh sel hati dan diubah menjadi glikogen. Hormon insulin yang dihasilkan oleh kelompok-kelompok sel endokrin pankreas, yaitu pulau
Langerhans, mengontrol pengambilan glukosa oleh sel-sel dan sintesis glikogen. Peningkatan gula dalam darah merangsang sel-sel pankreas untuk memproduksi insulin. Insulin diangkut melalui darah ke seluruh tubuh tempat zat ini merangsang sintesis glikogen dalam sel otot dan hati. Reaksi kebalikannya, yaitu perombakan glikogen menjadi glukosa diatur oleh enzim pankreas, glukagon, dan oleh epinefrin. Tetapi sel-sel otot tidak mempunyai enzim untuk mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa, sehingga glikogen otot hanya dapat dipergunakan sebagai penimbunan energi untuk sel otot. Setelah proses penyerapan melalui dinding usus halus, sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati.
Di dalam hati, monosakarida
mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukannya. Sebagian lain, monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.
7.1.2. Kebutuhan energi dari lemak 7.1.2.1. Pengertian lemak
Lemak adalah kelompok senyawa heterogen yang berkaitan, baik secara aktual maupun potensial dengan asam lemak. Lipid mempunyai sifat umum yang relatif tidak larut dalam air dan larut dalam pelarut non polar seperti eter, kloroform dan benzena. Dalam tubuh, lemak berfungsi sebagai sumber energi yang efisien secara langsung dan secara potensial bila disimpan dalam jaringan adiposa. Lemak berfungsi sebagai penyekat panas dalam jaringan subkutan dan sekeliling organ-organ tertentu, dan lipin non polar bekerja sebagai penyekat listrik yang memungkinkan perambatan cepat gelombang depolarisasi sepanjang syaraf bermialin. Klasifikasi lemak terdiri dari : lemak sederhana, lemak campuran dan lemak turunan (derived lipid). Lemak sederhana adalah ester asam lemak dengan berbagai alkohol. Lemak sederhana terdiri dari lemak dan lilin. Lemak merupakan ester asam lemak dengan gliserol. Lemak dalam tingkat cairan dikenal sebagai minyak oli. Lilin
(waxes) adalah ester asam lemak dengan alkohol monohidrat yang mempunyai berat molekul lebih besar. Lipid campuran adalah ester asam lemak yang mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak. Lipid campuran terdiri dari fosfolipid, glikolipid dan lipid campuran lain.
Fosfolipid merupakan lipid yang mengandung residu asam
fosfat sebagai tambahan asam lemak dan alkohol. Fosfolipid juga memiliki basa yang mengandung nitrogen dan pengganti (substituen) lain. Pada banyak fosfolipid, misalnya gliserofosfolipid, alkoholnya adalah gliserol, tetapi pada yang lain, misalnya sfingofosfolipid, alkoholnya adalah sfingosin.
Glikolipid adalah campuran asam
lemak dengan karbohidrat yang mengandung nitrogen tetapi tidak mengandung asam fosfat. Lipid campuran lain seperti sulfolipid dan aminolipid. Lipoprotein juga dapat ditempatkan dalam katagori ini. Lemak turunan adalah zat yang diturunkan dari golongan-golongan diatas dengan hidrolisis. Ini termasuk asam lemak (jenuh dan tidak jenuh), gliserol, steroid, alkohol disamping gliserol dan sterol, aldehida lemak dan benda keton. Gliserida (asil-gliserol), kolesterol dan ester kolesterol dinamakan lipid netral karena tidak bermuatan. 7.1.2.2. Pengertian asam lemak
Asam lemak adalah asam karboksilat yang diperoleh dari hidrolisis ester terutama gliserol dan kolesterol.
Asam lemak yang terdapat di alam biasanya
mengandung atom karbon genap (karena disintesis dari dua unit karbon) dan merupakan derivat berantai lurus. Rantai dapat jenuh (tidak mengandung ikatan rangkap) dan tidak jenuh (mengandung satu atau lebih ikatan rangkap). Asam-asam lemak tidak jenuh mengandung lebih sedikit dari dua kali jumlah atom hidrogen sebagai atom karbon, serta satu atau lebih pasangan atom-atom karbon yang berdekatan dihubungkan oleh ikatan rangkap. Asam lemak tidak jenuh dapat dibagi menurut derajad ketidakjenuhannya, yaitu asam lemak tak jenuh tunggal (monounsaturated, monoetenoid, monoenoat), asam lemak tak jenuh banyak
(polyunsaturated, polietenoid, polienoat) yang terjadi apabila beberapa pasang dari atom karbon yang berdekatan mengandung ikatan rangkap dan eikosanoid. Eikosanoid adalah senyawa yang berasal dari asam lemak eikosapolienoat, yang mencakup prostanoid dan leukotrien (LT). Prostanoid termasuk prostaglandin (PG), prostasiklin (PGI) dan tromboxan (TX).
Istilah prostaglandin sering digunak
Eikosanoid adalah senyawa yang berasal dari asam lemak eikosapolienoat, yang mencakup prostanoid dan leukotrien (LT). Prostanoid termasuk prostaglandin (PG), prostasiklin (PGI) dan tromboxan (TX).
Istilah prostaglandin sering digunakan
dengan longgar termasuk semua prostanoid. Contoh asal lemak tidak jenuh dapat dilihat pada Tabel 7.1. Tabel 7.1. Asam-asam lemak tidak jenuh
Asam-asam lemak Palmitoleat (heksadesenoat) Oleat (oktadesenoat) Linoleat (oktadekadienoat) Linolenat (oktadekatrienoat) Arakidonat (eikosatetrienoat) Klupanodonat (dokosapentaenoat)
Formula C16H30O2 C18H34O2 C18H32O2 C18H30O2 C20H32O2 C22H34O2
Titik cair (oC) Cair Cair Cair Cair Cair Cair
Asam lemak jenuh mempunyai atom hidrogen dua kali lebih banyak dari atom karbonnya, dan tiap molekulnya mengandung dua atom oksigen. Asam lemak jenuh mengandung semua atom hidrogen yang mungkin, dan atam karbon yang berdekatan dihubungkan oleh ikatan valensi tunggal.
Asam lemak jenuh dapat dipandang
berdasarkan asam asetat sebagai anggota pertama dari rangkaiannya.
Anggota-
anggota lebih tinggi lainnya dari rangkaian ini terdapat khususnya dalam lilin. Beberapa asam lemak berantai cabang juga telah diisolasi dari sumber tumbuhtumbuhan dan binatang. Asam-asam lemak jenuh memiliki titik cair yang lebih tinggi dibandingkan dengan asam yang tidak jenuh, untuk atom C yang sama banyaknya. Rantai asam lemak jenuh yang lebih panjang, titik cairnya lebih tinggi dibandingkan dengan yang rantainya lebih pendek. Contoh asam-asam lemak jenuh dapat dilihat pada Tabel 7.2.
Tabel 7.2. Asam-asam lemak jenuh
Asam-asam lemak Butirat (butanoat) Kaproat (hexanoat) Kaprilat (oktanoat) Kaprat (dekanoat) Laurat (dodekanoat) Miristat (tatradekanoat) Palmitat (heksadekanoat) Stearat (oktadekanoat) Arakidat (eikosanoat) Lignoserat (tatrakosanoat)
Titik cair (oC) Cair Cair 16 31 44 54 63 70 76 86
Formula C4H8O2 C6H12O2 C8H16O2 C10H20O2 C12H24O2 C14H28O2 C16H32O2 C18H36O2 C20H40O2 C24H48O2
Pencernaan dan penyerapan lemak
Sebagian besar lemak dalam pakan adalah lemak netral (trigliserida), sedangkan selebihnya adalah fosfolipid dan kolesterol. Jika lemak masuk masuk ke dalam
duodenum,
maka
mukosa
duodenum
akan
menghasilkan
hormon
enterogastron, atau penghambat peptida lambung, yang pada waktu sampai di lambung akan menghambat sekresi getah lambung dan memperlambat gerakan pengadukan.
Hal ini tidak saja mencegah lambung untuk mencerna lapisannya
sendiri, tetapi juga memungkinkan lemak untuk tinggal lebih lama dalam duodenum tempat zat tersebut dipecah oleh garam-garam empedu dan lipase. Lemak yang diemulsikan oleh garam empedu dirombak oleh esterase yang memecah ikatan ester yang menghubungkan asam lemak dengan gliserol. Lipase, yang sebagian besar dihasilkan oleh pankreas, meskipun usus halus juga menghasilkan sedikit, merupakan esterase utama pada ikan. Garam-garam empedu mengemulsikan butir-butir lemak menjadi butir yang lebih kecil lagi, yang kemudian dipecah lagi oleh enzim lipase pankreatik menjadi digliserida, monogliserida, asamasam lemak bebas (FFA = free fatty acid) dan gliserol.
Garam-garam empedu
kemudian merangsang timbulnya agregasi FFA, monogliserida dan kolesterol
menjadi misal (micelle), yang masing-masing mengandung ratusan molekul. Campuran garam empedu, asam lemak dan lemak yang sebagian telah tercerna, mengemulsikan lemak lebih lanjut menjadi partikel-partikel yang sebagian besar cukup kecil untuk diserap secara langsung. Cairan empedu adalah suatu cairan garam berwarna kuning kehijauan yang mengandung kolesterol, fosfolipid lesitin, serta pigmen empedu.
Garam-garam
empedu (garam natrium dan kalium) dari asam glikokolat dan taurokolat adalah unsur-unsur terpenting dari cairan empedu, karena unsur-unsur itulah yang berperan dalam pencernaan dan penyerapan lemak. Trigliserida di dalam chyme duadenum cenderung untuk menggumpal bersama-sama sebagai kelompok atau gugus asam lemak berantai panjang yang tidak larut dalam air.
Empedu juga membantu dalam
penyerapam vitamin yang larut dalam lemak, serta membantu kerja lipase pankreatik. Garam-garam empedu adalah garam-garam basa, oleh karana itu dapat membentu juga dalam menciptakan suasana yang lebih alkalis dalam chyme intestinal agar absorpsi berlangsung dengan lancar.
Komponen kolesterol dari cairan empedu
berasal dari pembentukan di dalam hati maupun dari bahan yang dikonsumsi. Kolesterol tidak larut dalam air, tetapi garam-garam empedu dan lesitin menyebabkannya menjadi bentuk yang mudah larut sehingga kolesterol itu dapat berada di dalam cairan empedu. Sekresi garam-garam empedu dari hati tergantung pada konsentrasi garam empedu yang terdapat di dalam darah yang melewati hati. Dengan meningkatnya konsentrasi plasma dari garam-garam empedu yang terjadi selama pencernaan (karena garam-garam empedu diserap kembali dari usus halus ke vena porta hati menuju kembali ke hati), kemudian laju sekresi dari hati akan meningkat. Garamgaram empedu secara langsung merangsang sel-sel sekretoris. Sekresi larutan alkalis dari empedu tergantung pada sekresi gastrin dari daerah antral lambung, dan tergantung juga pada laju sekresi kolesistokinin dan sekretin dari sel-sel mukosa duadenal.
Sementara sekresi tersebut beredar di dalam darah selama mencerna
makanan, meningkatlah sekresi larutan empedu dari hati. Sekretin itu efektif sekali dalam meningkatkan sekresi. Absorpsi lemak dan asam lemak merupakan masalah khusus, karena tidak seperti hasil akhir pencernaan, zat-zat ini tidak larut dalam air. Penyerapan zat ini dipermudah oleh kombinasi dengan garam empedu, karena kombinasi ini merupakan suatu kompleks (misal/micelle) yang larut dalam air. Garam empedu itu kemudian dibebaskan dalam sel mukosa dan dipergunakan lagi, dan asam lemak serta gliserol bersenyawa dengan fosfat untuk membentuk fosfolipid.
Fosfolipid ini kemudian
distabilisasi dengan protein dan dilepaskan dalam sistem getah bening sebagai globulglobul kecil yang disebut kilomikron yang kemudian di bawa ke aliran darah. Ketika telah berada di dalam sel-sel epitel, terjadilah resintesis menjadi trigliserida, dan kemudian dilepaskan ke dalam limfatik lakteal melalui emiositosis (kebalikan dari pinositosis). Lakteal merupakan pembuluh limfa yang menyerupai kapiler yang terdapat di dalam villi intestinal. Trigliserida masuk ke dlam lakteal sebagai kilomikron yang juga mengandung sejumlah kecil fosfolipid, kolesterol dan protein. Ini dihantarkan dalam bentuk chyle menuju ke pembuluh limfa yang lebih besar. Akhirnya diteruskan ke sisterna chyli yang terletak di antara dua krura dari diafragma. Dari sisterna chyli, chyle bergerak melalui duktus torasik ke vena kava kranial atau ke vena jugular dekat pintu menuju ke vena kava dan ke sirkulasi vena. Bukti-bukti yang didapat secara biokimia dan penggunaan mikroskop elektron menunjukkan bahwa butir-butir kecil yang mengalami emulsifikasi dapat diserap secara pinositotik oleh sel-sel epitel dari usus dan masuk ke dalam lakteal dalam bentuk yang sama.
Kira-kira 10 persen asam-asam lemak tidak mengalami
rekonstitusi menjadi trigliserida di dalam sel-sel absorpsi epitel, tetapi sebaliknya bergerak langsung ke dalam darah portal bersama-sama dengan gliserol. Dalam waktu dua atau tiga jam setelah absorpsi makanan berlemak, kilomikron lenyap dari dalam darah, beberapa diambil oleh sel hati, yang lain dicerna dalam aliran darah oleh lipoprotein lipase.
Lipoprotein lipase dihasilkan dalam
jumlah besar oleh depo lemak dalam tubuh dan diperkirakan bahwa sebagian besar
dari lemak yang dihidrolisis secara cepat diabsorpsi dan disusun kembali oleh jaringan ini.
Lemak yang ditimbun dalam hati atau jaringan adiposa senantiasa
mengalami perombakan dan resintesis, meskipun jumlah keseluruhan yang disimpan hanya berubah sedikit selama jangka waktu yang lama.
Kebutuhan energi pada ikan
Sebagian besar kebutuhan energi digunakan untuk kebutuhan hidup pokok. Energi untuk hidup pokok meliputi kebutuhan untuk metabolisme basal dan aktifitas normal. Kebutuhan energi untuk hidup pokok harus terpenuhi dahulu sebelum ikan menggunakan energi untuk produksi. Konsentrasi energi sebaiknya menjadi pertimbangan nutrisi pertama dalam formulasi pakan ikan.
Dalam praktek, bagaimanapun protein biasanya diberikan
prioritas pertama karena protein lebih mahal dibanding dengan pemberian komponen energi yang lain. Protein dan energi sebaiknya dijaga dalam kondisi keseimbangan. Defisiensi DE akan menyebabkan penurunan rataan pertumbuhan ikan. Defisiensi energi dalam hubungannya dengan protein akan menyebabkan protein digunakan sebagai sumber energi untuk mengamankan hidup pokok sebelum pertumbuhan. Sebaliknya apabila kelebihan energi akan menimbulkan penurunan konsumsi pakan dan menurunkan intake dari protein dan zat makanan lainnya untuk pertumbuhan maksimum.
Kelebihan energi juga adapt menyebabkan terjadinya
deposit lemak yang besar yang dapat menjadi tak diinginkan dalam pakan ikan. Nilai rasio protein-energi pada ikan lebih tinggi dibandingkan dengan rasio protein energi pada ikan ataupun ikan lainnya. Alasan tingginya rasio ini adalah bukan karena ikan mempunyai kebutuhan protein yang lebih tinggi tetapi ikan membutuhkan energi yang lebih rendah untuk hidup pokok dan sintesa asam urat. Sejak lemak digunakan sebagai sumber utama energi non protein dalam pakan ikan salmon, rasio protein-energi diijinkan untuk pakan tersebut yang kadang-kadang
dilaporkan sebagai rasio protein-lemak.
Kombinasi optimum untuk pertambahan
bobot badan ikan rainbow trout adalah 35 – 36% protein dan 15 – 16% lemak. Bagaimanapun beberapa faktor yang signifikan mempengaruhi keseimbangan energi ikan seperti komposisi pakan, rataan pemberian pakan dan komposisi pertambahan bobot badan. Jadi pendekatan untuk mengkalkulasi kebutuhan energi untuk produksi harus digunakan secara hati-hati sampai informasi yang cukup dapat tersedia untuk menyusun budget energi yang dapat diandalkan untuk variasi kondisi produksi pada spesies aquacultur spesifik.
Rasio protein-DE (mg/kcal) untuk bobot
badan maksimum pada beberapa spesies sudah diteliti sebagaimana tercantum dalam tabel 7.3. Tabel 7.3. Rasio protein-DE pada beberapa spesies ikan
No
Spesies
1.
Channel catfish
2. 3. 4. 5. 6.
Red drum Hybrid bass Nile tilapia Common carp Rainbow trout
Digestible protein (DP) (%) 22.2 28.8 27.0 27.0 24.4 31.5 31.5 30 31.5 33 42
Digestible energy (DE) (kcal/g) 2.33 3.07 2.78 3.14 3.05 3.20 2.80 2.90 2.90 3.60 4.10
Final (DP/DE) (mg/kcal) 95 94 97 86 81 98 112 103 108 92 105
Bobot badan (g) 526 34 10 266 600 43 35 50 20 90 94
Kebutuhan Protein Pada Ikan Protein dan asam-asam amino
Protein berasal dari kata "proteios" yang berarti "pertama" atau kepentingan primer".
Protein merupakan senyawa organik yang sebagian besar unsurnya terdiri
dari Karbon, Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Sulfur dan Fosfor. Ciri khusus protein adalah adanya kandungan Nitrogen.
Berdasarkan bentuknya, protein dapat
diklasifikasikan dalam tiga bagian, yaitu: protein berbentuk bulat, serat dan gabungan keduanya. Protein berbentuk bulat (globular), diantaranya adalah : (1) albumin adalah protein yang larut dalam air dan menggumpal apabila terkena panas. Umumnya albumin menjadi komponen pada albumin telur, albumin serum, leucosin pada gandum dan legumelin pada kacang-kacangan; (2) globulin umumnya tidak larut dalam air tetapi larut dalam asam kuat dan menggumpal apabila terkena panas. Globulin terdapat sebagai komponen globulin serum, fibrinogen, myosinogen, edestin pada biji hemp, legumin pada kacang-kacangan, concanavalin pada jack bean dan excelsin pada kacang Brazil. (3) glutelin tidak larut dalam air dan pelarut netral, tetapi lebih cepat larut dalam larutan asam atau basa. Contoh yang umum terdapat pada glutelin pada jagung yang lisinnya tinggi, dan oxyzenin pada padi, (4) prolamin atau gliadin adalah protein sederhana yang larut dalam 70 sampai dengan 80 persen etanol tetapi tidak larut dalam air, alkohol dan pelarut netral. Contohnya terdapat pada zein dalam jagung dan gandum, gliading pada gandum dan rye serta hordein pada barley, (5) histon adalah protein dasar yang larut dalam air, tetapi tidak larut dalam larutan amonia. Histon sebagian besar bergabung dengan asam nukleat pada sel makluk hidup. Contoh yang umum adalah globin pada hemoglobin dan scombron pada spermatozoa mackerel, dan (6) protamin adalah molekul dengan bobot rendah pada protein, larut dalam air, tidak menggumpal terkena panas berbentuk garam stabil.
Contohnya adalah salmine dari sperma ikan salmon, sturine dari ikan
sturgeon, clupeine dari ikan herring, dan scombrine dari ikan mackerel. Protamin umumnya bersatu dengan asam nukleat dalam sperma ikan. Protein berbentuk serat
(fibrous), diantaranya adalah: (1) kolagen adalah protein utama pada jaringan penghubung skeletal. Umumnya collagen tidak larut dalam air dan tahan pada enzim pencernaan hewan, tetapi berubah cepat dalam bentuk larutan, dalam bentuk gelatin lebih mudah dicerna apabila dipanaskan dalam air atau larutan asam atau basa. Kolagen mempunyai karakteristik struktur asam amino unik diantaranya adalah hidroksiprolin yang molekulnya besar, hidroksilisin sistein, sistin dan triptofan, (2) elastin adalah protein pada jaringan elastis seperti pada tendon dan arteri. Meskipun penampakannya sama dengan kolagen, elastin tidak dapat diubah menjadi gelatin, (3) keratin merupakan protein yang suka dilarutkan dan tidak dapat dicerna. Umumnya menjadi komponen rambut, kuku, bulu, tanduk dan paruh. Keratin mengadung 14 sampai dengan 15 persen sistin, dan (3) protein gabungan (conjugated) diantaranya adalah : (1) nuleoprotein adalah satu atau lebih molekul protein yang berkombinasi dengan asam nukleat, yang dalam sel dikenal sebagai deoksiribonukleatprotein, ribonukleatprotein ribosom dan lain-lain, (2) mukoid atau mukoprotein, bagian karbohidrat dalam protein adalah mukopolisakarida yang mengandung N-asetilheksosamin seperti glukosamin atau galaktosamin yang berkombinasi dengan asam uronik, galakturonik atau asam glukoronik, banyak juga yang mengandung asam sialik, (3) glikoprotein adalah protein yang mengandung karbohidarat kurang dari 4 persen, sering kali dalam bentuk heksosa sederhana, seperti manosa sebesar 1,7 persen dalam albumin telur, (4) lipoprotein adalah protein larut dalam air yang bergabung dengan lesitin, cepalin, kolesterol, atau lemak dan fosfolipid lain, dan (5) kromoprotein adalah kelompok yang mempunyai bentuk karakteristik yang merupakan gabungan dari protein sederhana dengan kelompok prospetik pewarna. Komoprotein meliputi hemoglobin, sitokrom, flavoprotein, visual purple pada retina mata dan enzim katalase. Berdasarkan kekomplekskan strukturnya, protein dibagi menjadi: (1) protein sederhana, yaitu protein yang apabila mengalami hidrolisis akan menghasilkan hanya asam-asam amino atau derivatnya, contohnya adalah: albumin, globulin, glutelin, albuminoid dan protamin, (2) protein gabungan, yaitu protein sederhana yang
bergabung dengan radikal protein, contohnya adalah: nukleoprotein (protein bergabung dengan asam nukleat), glikoprotein (protein bergabung dengan zat yang mengandung gugusan karbohidrat seperti mucin), fosfoprotein (protein bergabung dengan zat yang mengandung fosfor seperti kasein), hemoglobin (protein bergabung dengan zat-zat sejenis hematin seperti hemoglobin) dan lesitoprotein (protein bergabung dengan lesitin, seperti jaringan fibrinogen) dan (3) protein asal, adalah protein yang terdegradasi yang meliputi protein primer (misal: protean) dan protein sekunder (misal : proteosa, pepton dan peptida). Fungsi protein meliputi : (1) struktur penting untuk jaringan urat daging, tenunan pengikat, kolagen, rambut, bulu, kuku dan bagian tanduk serta paruh, (2) sebagai komponen protein darah, albumin dan globulin yang dapat membantu mempertahankan sifat homeostatis dan mengatur tekanan osmosis, (3) terlibat dalam proses pembekuan darah sebagai komponen fibrinogen, tromboplastin, (4) membawa oksigen ke sel dalam bentuk sebagai hemoglobin, (5) Sebagai komponen lipoprotein yang berfungsi mentransportasi vitamin yang larut dalam lemak dan metabolit lemak yang lain, (6) sebagai komponen enzim yang bertugas mempercepat reaksi kimia dalam sistem metabolisme dan (7) sebagai nukleoprotein, glikoprotein dan vitellin. Protein merupakan gabungan asam-asam amino dengan cara ikatan peptida, yaitu suatu ikatan antara gugus amino (NH2) dari suatu asam dengan gugus karboksil dari asam yang lain, dengan membebaskan satu molekul air (H2O). Protein disusun oleh 22 macam asam amino, tetapi dari ke 22 macam asam amino tersebut yang berfungsi sebagai penyusun utama protein sebanyak 20 macam. Dari 20 macam asam amino tersebut ternyata ada sebagian yang dapat disintesis dalam tubuh ikan, sedang sebagian lainnya tidak dapat disintesis dalam tubuh ikan sehingga harus didapatkan dari pakan. Asam amino yang harus ada atau harus didapatkan dari pakan disebut asam amino esensial dalam pakan (dietary essential amino acid atau indespensible amino acid ).
Asam amino yang termasuk dalam kelompok ini adalah metionin,
arginin, treonin, triptofan, histidin, isoleusin, leusin, lisin, valin dan fenilalanin. Asam amino yang dapat disintesis dalam tubuh disebut asam amino non esensial
dalam pakan, tetapi apabila esensial untuk metabolisme maka disebut pula sebagai asam amino esensial metabolik (metabolic essential amino acid atau dispensible amino acid ). Asam amino yang termasuk kelompok ini adalah : alanin, asam aspartat,
asam glutamat, glutamin, hidroksiprolin, glisin, prolin dan serin. Disamping itu ada pengelompokan asam amino setengah esensial (semi essential amino acid atau semi dispensible amino acid ) karena asam amino ini hanya dapat disintesis dalam tubuh
dalam jumlah yang terbatas dari substrat tertentu. Asam amino yang termasuk dalam kelompok ini adalah tirosin, sistin dan hidroksilisin.
Pencernaan dan penyerapan protein
Pencernaan dimulai dengan kontraksi otot proventrikulus yang akan mengaduk-aduk makanan dan mencampurkannya dengan getah lambung yang terdiri dari HCl dan pepsinogen (enzim yang tidak aktif).
Pepsinogen apabila bereaksi
dengan HCl akan berubah menjadi pepsin (enzim aktif).
HCl dan pepsin akan
memecah protein menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti polipeptida, protease, pepton dan peptida. Aktivitas optimum pepsin dijumpai pada pH sekitar 2,0.
Apabila makanan sudah berubah menjadi kimus (bubur usus dengan warna
kekuningan dan bersifat asam) maka akan didorong masuk ke dalam usus halus. Usus halus terdiri dari duodenum, jejenum dan ileum.
Kimus kemudian akan
bercampur dengan empedu yang dihasilkan oleh sel hati. Fungsi empedu adalah untuk menetralkan kimus yang bersifat asam dan menciptakan pH yang baik (sekitar 6 sampai dengan 8) untuk kerja enzim pankreas dan enzim usus. Pankreas menghasilkan endopeptidase berupa enzim tripsinogen dan kimotripsinogen.
Enzim tripsinogen apabila bereaksi dengan enterokinase akan
berubah menjadi tripsin.
Setelah terbentuk, tripsin akan membantu meneruskan
aktivasi tripsinogen, dan tripsin sendiri mengaktifkan kimotripsinogen menjadi kimotripsin.
Berbagai enodpeptidase yaitu, pepsin, tripsin dan kimotripsin akan
memecah ikatan-ikatan di dekat asam amino tertentu.
Kerja sama enzim ini
diperlukan dalam proses fragmentasi molekul protein. Pepsin hanya memecah ikatan
yang dekat dengan fenilalanin, triptofan, metionin, leusin atau tirosin. Tripsin hanya memecah ikatan yang dekat dengan arginin atau lisin dan kimotripsin akan memecah ikatan yang dekat dengan asam amino aromatik, atau metionin. Eksopeptidase yang terdiri dari karboksipeptidase dan aminopeptidase yang disekresikan oleh pankreas dan usus halus akan bekerja pada ikatan peptida terminal, dan memisahkan asam amino satu demi satu. Karboksipeptidase memecah asam amino terminal dengan gugus karboksil bebas sedangkan aminopeptidase memisahkan asam amino terminal dengan gugus amino (NH2) bebas. Produk akhir dari pencernaan protein adalah asam amino dan peptida. Lebih dari 60 persen protein dicerna dalam duodenum sisanya dicerna dalam jejenum dan ileum.
Makanan yang tidak dicerna akan didorong
memasuki usus besar. Penyerapan dimulai dengan membesarnya usus karena adanya kimus, otot yang teregang bereaksi karena kontraksi. Beberapa kontraksi menyebabkan kontraksi lokal, disebut segmentasi, yang membantu dalam mencampurkan kimus. Kontraksi lain yang disebut peristalsis lebih menyerupai gelombang. Satu lapisan otot dinding usus berkontraksi sepanjang beberapa sentimeter dan diikuti dengan lapisan lainnya. Kontraksi demikian ini menggerakkan makanan melalui jarak pendek. Mukosa usus terdiri dari lapisan otot licin, jaringan ikat dan akhirnya epitel kolumnar sederhana dekat lumen.
Pada epitel pelapis tersebut terdapat banyak sel goblet yang
menghasilkan lendir dan sekresinya membantu melicinkan makanan dan melindungi lapisan usus terhadap kelecetan dan luka-luka karena zat-zat kimia. Pada mukosa terdapat banyak vilus (jonjot) kecil berbentuk jejari tempat terdapat pembuluh darah dan pembuluh limfa kecil. Lipatan sirkular dalam mukosa usus, vilus dan mikrovilus membentuk suatu permukaan yang sangat luas untuk absorpsi (penyerapan). Pasa dasar vilus terdapat bagian yang berbentuk tabung yang disebut kripta Lieberkuhn. Pembelahan mikotik sel-sel epitel pada dasar kripta akan terus menerus menghasilkan sel baru yang pindah keluar melalui vilus dan terlepas. Dalam perjalanan keluar, selsel itu berubah menjadi sel-sel goblet yang menghasilkan lendir dan sel-sel absorpsi. Lapisan epitel ini akan menyerap air dan zat-zat makanan.
Eksopeptidase usus
terdapat juga pada permukaan membran sel absorpsi dari vilus dan sel-sel yang sama ini juga merupakan tempat absorpsi asam amino. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa asam-asam amino L-isomer lebih siap diabsorpsi dibandingkan dengan asam-asam amino D-isomer. Perbedaan ini ditandai dengan tingkat absorpsi diantara asam-asam amino itu sendiri.
Tingkat absorpsi pada 18 L-asam amino
tergantung pada berat molekul, tetapi asam amino dengan ujung rantai non polar seperti metionin, valin, dan leusin lebih siap diabsorpsi dibandingkan dengan asam amino dengan rantai polar.
Dijumpai juga bahwa L-metionin dan L-histidin
diabsorpsi lebih cepat dibandingkan dengan D-isomer. Transport asama amino dari lumen usus halus ke sel mukosa melalui proses aktif dengan menggunakan gradien konsentrasi. Mekanisme transport membutuhkan energi khusus untuk bentuk L dari asam amino. Bentuk D dari asam amino lebih lambat diserap dibandingkan dengan bentuk L. Tiga mekanisme transport dideteksi dalam mukosa intestinal. Sistem pertama khusus untuk monoamino-monokarboksilat atau asam amino netral, sistem kedua untuk arginin, lisin dan asam amino basic seperti sistin, dan sistem ketiga untuk dikarboksilat atau asam amino acidic. Secara umum asam-asam amino setelah diserap oleh usus akan masuk ke dalam pembuluh darah, yang merupakan percabangan dari vena portal. Vena portal membawa asam-asam amino tersebut menuju sinusoid hati, dimana akan terjadi kontak dengan sel-sel epitel hati. Darah yang berasal dari sinusoid hati kemudian melintas menuju ke sirkulasi umum melalui vena-vena sentral dari hati menuju ke vena hepatik, yang kemudian masuk ke vena kava kaudal.
Metabolisme protein
Proses
metabolisme
protein
didahului
dengan
proses
katabolisme
(penguraian) protein menjadi asam amino. Dalam sel, asam amino akan dibentuk kembali menjadi protein dengan melalui beberapa tahapan.
Tahapan tersebut
meliputi proses pembukaan (inisiasi), perpanjangan (elongasi) dan pengakhiran (terminasi). Proses sintesis protein melibatkan asam amino, transfer RNA (tRNA),
massanger RNA (mRNA) dan ribosom. Dalam sel yang tidak aktif, terdapat asam amino bebas, tRNA, ribosom dan prekursor mRNA (yaitu nukleosisde trifosfat bebas). Bila sel memerlukan protein, maka akan terjadi rangkaian aktivitas yang dimulai dengan : (1) transkripsi mRNA dalam inti sel, kemudian mRNA masuk ke dalam sitoplasma, (2) asam amino bebas akan berikatan dengan tRNA membentuk asam amino asil tRNA, (3) amino asil tRNA akan menempel pada mRNA yang cocok di ribosom, yang selanjutnya akan menyebabkan asam-asam amino saling berikatan membentuk polipeptida, dan (4) setelah terjadi proses sintesis protein berakhir, mRNA akan terurai menjadi ribonukleosisdetrifosfat dan ribosom akan kembali terpisah menjadi unit-unitnya. Langkah pertama dalam proses inisiasi (pembukaan) dibuka oleh N-formil-Lmethionine-transfer RNA complex (fMet-tRNAf Met). Kompleks ini dapat mengenal initiator kodon (kodon pembuka) AUG (atau GUG) yang merupakan tanda untuk
memulai pengkodean rangkaian protein dalam mRNA dan dapat membedakan dari AUG internal, yang juga kode dari metionin (atau GUG internal yang merupakan kode dari valin). oleh N-formil-L-methionine-transfer RNA complex (fMet-tRNAf Met) dapat memulai sintesis protein karena ada dua sebab, yaitu : (1) hanya fMettRNAf Met yang dapat langsung mengikat P site (permukaan P) di ribosom sedangkan semua aminoacyl-tRNA hanya dapat mulai mengikat pada A site (permukaan A) dan (2) hanya fMet-tRNAf Met yang dapat berikatan dengan hidrogen pada kodon pembuka. Tabel 7.4 menunjukkan posisi masing-masing asam amino dalam pembentukan ikatan peptida Tabel 7.4. Posisi masing-masing asam amino dalam pembentukan ikatan peptida
5'OH terminal base U
U Fenilalani n Fenilalani n
Middle base C A Serin Tirosin
G Sistin
3'OH terminal base U
Serin
Sistin
C
Tirosin
C
A
G
Leusin Leusin Leusin Leusin Leusin Leusin Isoleusin Isoleusin Isoleusin Metionin fMetionin Valin
Serin Serin Prolin Prolin Prolin Prolin Treonn Treonn Treonn Treonn
Terminal Terminal Histidin Histidin Glutamin Glutamin Asparagin Asparagin Lisin Lisin
Terminal Triptofan Arginin Arginin Arginin Arginin Serin Serin Arginin Arginin
A G U C A G U C A G
Alanin
Glisin
U
Valin
Alanin
Glisin
C
Valin
Alanin
Glisin
A
Valin
Alanin
Asam aspartat Asam aspartat Asam glutamat Asam glutamat
Glisin
G
fMetionin Permukaan P (P site) akan tepat berada pada fMet-tRNAf Met , sedangkan permukaan A (A site) akan berhadapan dengan kodon yang ada di hilir kodon awal. Permukaan A siap menerima tRNA yang cocok, yaitu yang mempunyai antikodon yang antiparalel terhadap kodon pada permukaan tersebut.
Suatu tRNA dengan
antikodon yang tidak sesuai akan ditolak menempati permukaan A.
Bila sudah
terdapat tRNA yang cocok pada permukaan P (yaitu fMet-tRNAf Met ) maka akan dibentuk ikatan polipeptida, yaitu dengan melepaskan asam amino yang terdapat pada permukaan P dan mengaitkannya pada ujung -NH3+ asam amino pada permukaan A. Tugas pembentukan ikatan peptida dilakukan oleh enzim peptide transferase. Setelah ikatan peptida terbentuk, ribosom akan bergesar satu kodon ke arah ujung 3' OH mRNA. Transfer RNA yang asalnya terdapat pada permukaan A akan pindah ke permukaan P, dan tRNA yang asalnya berada pada permukaan P akan keluar bebas dalam sitoplasma. Permukaan A akan menjadi kosong dan siap untuk menerima tRNA yang lain.
Ikatan aminoasil-tRNA yang tepat pada permukaan A memerlukan pengenalan kodon yang tepat.
Elongation faktor 1 (EF-1) membentuk kompleks
dengan GTP (guanin tri phospat) dan aminoasil-tRNA yang masuk. Kompleks ini kemudian memungkinkan aminoasil-tRNA untuk memasuki permukaan A. Gugus
α -amino dari aminoasil-tRNA yang baru pada permukaan A melakukan serangan nukleofilik terhadap gugus karboksil yang diesterkan dari peptidil tRNA yang menduduki permukaan P. transferase.
Reaksi ini dikatalis oleh komponen protein, peptidil
Karena asam amino pada aminoasil-tRNA sudah "aktif", tidak ada
energi yang selanjutnya diperlukan untuk reaksi ini. Reaksi menghasilkan pengikatan rantai peptida yang sedang tumbuh pada tRNA pada permukaan A.
Pada
pembuangan bagian peptidil dari tRNA pada permukaan P, tRNA yang dikeluarkan dengan cepat mengosongkan permukaan P. Elongation faktor 2 (EF-2) dan GTP bertanggung jawab untuk translokasi peptidil-tRNA yang baru terbentuk pada permukaan A ke dalam permukaan P yang kosong. GTP yang diperlukan untuk EF2 dihidrolisis menjadi
GDP (guanin di phospat)
dan
fosfat
selama proses
translokasi. Translokasi peptidil-tRNA yang baru terbentuk dan kodonnya yang sesuai ke dalam permukaan P kemudian membebaskan permukaan A untuk siklus pengenalan dan elongasi kodon aminoasil-tRNA selanjutnya. Setelah elongasi yang menghasilkan polimerasasi asam-asam amino spesifik ke dalam molekul protein diulang berkali-kali, kodon nonsense atau terminasi mRNA timbul pada permukaan A. Tidak terdapat tRNA dengan antikodon untuk mengenal signal terminasi tersebut.
Releasing faktors mampu mengetahui bahwa signal
terminasi terdapat pada permukaan P. Releasing faktors dalam hubungan dengan GTP dan peptidil transferase, menghidrolisis ikatan antara peptida dan tRNA yang menduduki permukaan P. "Releasing factor " adalah protein yang menghidrolisis ikatan peptidil-tRNA bila suatu kodon nonsense menduduki permukaan A.
Kebutuhan Protein untuk Ikan
Kebutuhan protein untuk masing-masing ikan berbeda-beda. Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan ikan akan protein antara lain : suhu lingkungan, umur, spesies, kandungan asam amino, kecernaan. Suhu lingkungan yang lebih tinggi dari pada suhu tubuh ikan menyebabkan ikan memerlukan energi yang lebih sedikit, tetapi memerlukan protein yang lebih banyak. Ikan muda lebih cepat pertumbuhannya bila dibandingkan dengan ikan yang lebih tua, dengan demikian kebutuhan akan protein dan asam aminonya akan berbeda. Ikan muda memerlukan protein yang lebih banyak dibanding ikan yang lebih tua. Spesies (rumpun) yang berbeda memerlukan protein per unit pertambahan
bobot badan yang berbeda pula.
Atlantic salmon akan menghasilkan pertambahan
bobot badan yang lebih baik per unit protein pakan dari pada channel catfish. Kebutuhan akan asam amino metionin pada jenis red sea bream lebih tinggi dari pada jenis blue tilapia. Begitu pula kebutuhan akan protein juga berbeda diantara masingmasing keturunan. Penambahan protein ke dalam pakan yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan akan salah satu asam amino esensial sering mengakibatkan problem terhadap keberadaan asam amino esensial.
Problem tersebut meliputi : ketidak
seimbangan asam amino, antagonisme asam amino, keracunan asam amino dan defisiensi asam amino dan ketersedian asam amino. Ketidak seimbangan asam amino biasanya terjadi pada pakan yang rendah protein. Contoh ketidak seimbangan asam amino akan terjadi apabila terjadi defisiensi metionin dan lisin, kemudian ditambahkan lisin sebagai pemecahannya, hal tersebut mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan. Antagonisme asam amino menimpa asam amino arginin melawan lisin, leusin melawan isoleusin dan valin. Hambatan pertumbuhan akibat defisiensi suatu asam amino dapat diperbaiki oleh asam amino yang merupakan antagonisme dari asam amino tersebut. Contohnya apabila leusin meningkat yang mengakibatkan penghambatan pertumbuhan dapat dinetralisasi dengan meningkatkan isoleusin dan valin. Kelebihan lisin akan menghambat penyerapan arginin, sehingga dalam pakan
harus ditambahkan arginin.
Pemberian kasein yang kandungan lisinnya tinggi
dibanding arginin (2 : 1) harus memerlukan penambahan arginin agar ada perbaikan sampai tercapai imbangan 1,2 : 1. Keracunan terjadi apabila salah satu asam amino melebihi jumlah kebutuhannya.
Kelebihan metionin berakibat menghambat
pertumbuhan. Defisiensi asam amino umumnya akan menghambat pertumbuhan, penimbunan lemak karena kelebihan energi dan pertumbuhan terhenti sebesar 6 sampai dengan 7 persen per hari. Ada beberapa asam amino di dalam protein yang berikatan sangat kuat dengan senyawa lain sehingga enzim sukar untuk dapat mencerna atau membebaskan asam amino tersebut untuk dapat diabsorpsi, misalnya senyawa yang disebut soyin yang mengikat metionin yang terdapat didalam kedelai mentah.
Salah satu cara agar metionin dapat dibebaskan adalah dengan jalan
pemanasan, sehingga soyin tidak aktif dan dengan demikian enzim tripsin dapat membebaskan metionin untuk dapat diabsorpsi. Kecernaan protein masing-masing bahan pakan berbeda-beda. Bahan pakan yang berasal dari produk hewani secara umum lebih mudah dicerna dibanding produk nabati. Dari beberapa macam protein, ada yang mempunyai kecernaan yang lambat, sehingga mengakibatkan asam amino lain yang telah tersedia akan mengalami deaminasi sebelum asam amino dari protein tersebut diatas terbebaskan untuk bergabung menjadi protein dalam tubuh. Hati tidak mampu menyimpan asam amino, sehingga bila asam amino tidak dapat diabsorpsi tepat pada waktunya maka asam amino tersebut tidak dapat digunakan untuk sintesis protein. Protein dibolehkan dalam pakan ikan dibutuhkan dalam jumlah yang lebih besar dibandingkan pada pakan hewan berdarah panas.
Metode yang digunakan
untuk mengukur kebutuhan protein bagaimanapun mungkin merupakan kebutuhan over estimate karena protein dan asam amino tidak dapat disimpan dalam tubuh seperti lemak dan karbohidrat. Lagi pula pertimbangan yang cukup selalu belum diberikan untuk faktor seperti konsentrasi DE dalam pakan, komposisi asam amino pada penyusunan protein, dan kecernaan protein.
Konsentrasi yang tinggi pada
penyusunan protein penting untuk rataan pertumbuhan maksimal ikan. Hal ini tidak
bermaksud bahwa menggunakan lebih banyak protein adalah sebagai sumber energi sebagaimana pada vertebrata berdarah panas.
Kebutuhan protein pada masing-
masing spesies ikan dapat dilihat pada Tabel 7.5. Tabel 7.5. Kebutuhan dan sumber protein ikan No.
Spesies
1. 2. 3.
Atlantik salmon Channel catfish Chinook salmon
4. 5. 6. 7.
Coho salmon Common carp Estuary grouper Gilthead sea bream
8. 9. 10.
Grass crap Japanese eel Largemouth bass
11. 12. 13. 14.
Milkfish Plaice Puffer fish Rainbow trout
15. 16.
Red sea bream Smallmouth bass
17. 18.
Snakehead Sockeye salmon
19. 20. 21. 22. 23. 24.
Striped bass Blue tilapia Mossambique tilapia Nile tilapia Zillii’s tilapia Yellowtail
Sumber protein
Casein dan gelatin Whole egg protein Casein, gelatin dan asamasam amino Casein Casein Tuna muscle meal Casein, fish protein consentrate dan asam amino Casein Casein dan asam amino Casein dan fish protein consentrate Casein Cod muscle Casein Fishmeal, casein, gelatin dan asam amino Casein Casein dan fish protein consentrate Fishmeal Casein, gelatin dan asam amino Fishmeal dan soy proteinate Casein dan egg albumin White fishmeal Casein Casein Sand eel dan fish meal
Estimasi kebutuhan protein 45 32-36 40
40 31-38 40-50 40 41-43 44.5 40 40 50 50 40 55 45 52 45 47 34 40 30 35 55
Ada sepuluh asam amino yang sangat dibutuhkan oleh ikan yaitu arginin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptopan dan valin. Umumnya pakan alami yang normal digunakan untuk mencukupi kebutuhan asam amino adalah fishmeal, soya meal, blood meal dan wheat middlings. Tabel 7.6. menunjukkan kebutuhan asam amino beberap spesies ikan. Tabel 7.6. Kebutuhan asam amino pada spesies ikan
No
1.
2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. 9.
10.
11.
Spesies
Jevenile chinook salmon Jevenile common carp Javenile channel catfish Juvenile japanese eel Juvenile nile tilapia Juvenile rainbow trout
Juvenile coho salmon Juvenile chum salmon Juvenile mossambique tilapia Juvenile gilthead sea bream Juvenile lake trout
Prot ein (%)
1
2
1
2
40
6.0
2.4
1.8
0.7
2.2
0.9
3.9
1.6
5.0
2.0
38.5
4.3
1.6
2.1
0.8
2.5
0.9
3.3
1.3
5.7
2.2
24
4.3
1.0
1.5
0.4
2.6
0.6
3.5
0.8
5.1 5.0
1.2 1.5
38
4.5
1.7
2.1
0.8
4.0
1.5
5.3
2.0
5.3
2.0
28
4.2
1.2
1.7
0.5
3.1
0.9
3.4
1.0
5.1
1.4
35 45 35 33 47 40
3.3 3.6 4.0 4.7 5.9 5.8
1.2 1.6 1.4 1.6 2.8 2.3
3.7 4.2
1.3 1.9
6.1
2.9
1.8
0.7
40
6.0
2.6
1.6
0.7
4.8
1.9
40
4
1.6
4.1
1.6
34
5.0
1.7
5.0
1.7
27
Ar
Asam amino His Iso Leu 1 2 1 2 1 2
2.4
2.0 s/d 2.6
1.0
0.5 s/d 0.7
3.8
3.5 s/d 4.6
1.5
1.0 s/d 1.3
Lis
Tabel 7.6. Lanjutan kebutuhan asam amino pada spesies ikan
No
1.
2. 3. 4. 5. 6.
7. 8. 9.
10.
11.
Spesies
Jevenile chinook salmon Jevenile common carp Javenile channel catfish Juvenile japanese eel Juvenile nile tilapia Juvenile rainbow trout
Juvenile coho salmon Juvenile chum salmon Juvenile mossambique tilapia Juvenile gilthead sea bream Juvenile lake trout
Prot ein (%)
1
2
40
4.0
1.6
5.1
2.1
2.2
0.9
0.5
38.5
3.1
1.2
6.5
2.5
3.9
1.5
24
2.3
0.6
5.0
1.2
2.0
38
3.2
1.2
5.8
2.2
28
2.7
0.8
3.8
1.1
35 45 35 33 47 40
3.0 2.2 2.9 1.4 1.5
1.1 1.0 1.0 0.5 0.6
40
3.0
1.2
40
3.2
1.3
34
4.0
1.4
27
Me
Asam amino Fe Tre Tri 1 2 1 2 1 2
6.3
2.5
Val 1
2
0.2
3.2
1.3
0.8 0.3
0.3 0.1
3.6
1.4
0.5
0.5
0.1
3.0
0.7
4.0
1.5
1.1
0.4
4.0
1.5
3.8
1.1
1.0
0.3
2.8
0.8
0.6 0.5
0.2 0.3
1.4 0.5
0.6 0.2
0.7
0.3
3.0
1.2
0.6
0.2
2.6 s/d 3.3
0.6 s/d 0.8
3.0
1.2
Defisensi asam amino sebagian besar pada ikan menyebabkan pengurangan pertumbuhan. Pada spesies tertentu, defisensi metionin atau triptopan menyebabkan patologis karena asam amino itu bukan hanya bergabung dengan protein tetapi juga digunakan untuk sintesisi zat makanan lainnya. Ikan salmon yang meliputi rainbow trout, atlantic salmon dan lake trout menderita katarak karena diberi pakan yang
defisien metionin. Katarak juga terjadi sebagai akibat defisiensi triptopan pada ikan rainbow trout. Defisiensi triptopan menyebabkan scoliosis (lateral curvature pada vertebral column) dan ketidakteraturan metabolisme mineral pada beberapa ikan salmon tertentu seperti rainbow trout, sockeye salmon dan chum salmon. Scoliosis pada ikan chom salmon mungkin karena berkurangnya triptopan pada konsentrasi normal pada pakan.
Kondisi ini mungkin dihubungkan pada penurunan di jumlah brain
neurotransmitter serotonin yang dibentuk dari triptopan.
Jadi pemasukan serotonin
pada pakan yang defisiensi triptopan dapat mengurangi insiden scilosis. Perubahan pada metabolisme mineral diteliti pada defisiensi triptopan pada ikan rainbow trout. Konsentrasi besar pada kalsium, natrium dan kalium dijumpai pada ginjal ikan trout yang defisiensi triptopan. Konsentrasi kalsium, magnesium, natrium dan kalium pada hati ikan trout yang defisien triptopan juga sangat besar dibanding ikan trout yang normal. Ketidak teraturan metabolisme bertanggung jawab terhadap perubahan itu. Sistin dapat dibentuk dari zat makanan metionin tetapi reaksi kebalikan tidak akan terjadi pada tubuh ikan, sehingga ikan sangat membutuhkan metionin. Metionin dapat dipenuhi kebutuhannya dari asam amino yang mengandung sulfur pada ikan meskipun beberapa kebutuhan mungkin dipenuhi oleh sistin. Rainbow trout dapat menggunakan D-metionin untuk mengganti L-metionin.
D-metionin dideaminasi
oleh D-amino acid oxidase dan kemudian di reaminasi ke L-metionin. Kapasitas metabolis ini mungkin juga menjadi karakteristik ikan lainnya. Hubungan yang sam juga ada diantara asam amino aromatik. Ikan akan siap mengganti penilalanin dengan tirosin supaya penilalanin sendiri dapat memenuhi kebutuhan untuk asam amino aromatik. Bagaimanapun kehadiran tirosin pada pakan akan mengurangi beberapa kebutuhan penilalanin. Beberapa interaksi yang berlawanan mungkin terjadi pada asam amino yang strukturalnya berhubungan ketika konsentrasi mereka dalam pakan tidak seimbang. Tetapi tidak ada bukti meyakinkan tentang kejadian tersebut sebagaimana yang
umum terjadi pada hewan berdarah panas seperti antagonisme antara lisin dengan arginin dan leusin valin. Berdasarkan penelitian tidak ada ekses lisin pada rataan pertumbuhan akibat pakan rendah konsentrasi argini pada ikan trout. Penilaian keefektifan relatif dari protein yang masuk tubuh dapat diukur dengan beberapa cara, antara lain dengan imbangan efisiensi protein, nilai biologis protein, keseimbangan nitrogen, nilai protein netto dan efisiensi retensi protein. Imbangan efisiensi protein didefinisikan sebagai pertambahan bobot badan per satuan pengambilan protein dalam tubuh.
Definisi yang sejenis adalah
imbangan antara jumlah protein yang dapat dicerna dengan jumlah seluruh zat-zat lainnya yang dapat
dicerna.
Efisiensi imbangan protein digunakan untuk
menentukan kualitas protein di dalam pakan. Protein mempunyai kualitas yang beraneka ragam tergantung sampai seberapa jauh protein itu dapat menyediakan asam amino esensial dalam jumlah yang memadai. Salah satu cara yang sederhana untuk mengukur kualitas protein tersebut adalah dengan Protein Efficiency Ratio yang diperoleh secara sederhana dari pertambahan bobot badan dibagi konsumsi protein. Percobaan biologis digunakan untuk mendeterminasikan beberapa daya cerna nutrisi terutama protein dan energi metabolis. Evaluasi kimiawi suatu bahan pakan harus didukung dengan percobaan biologis untuk mengetahui kegunaan dan kandungan nutrisi pakan. Rumus dari nilai biologis protein adalah: %BV = 100 x Nintake - (Nfeses - Nmetabolik ) + (Nurin - Nendogenous) Nintake - (Nfeses - Nmetabolik )
Keterangan : BV N
= Biological Value = Nitrogen
N feses metabolik dan N endogenus adalah N yang dikeluarkan lewat feses dan urine tanpa ada dietary protein atau bukan berasal dari N protein pakan. Dua parameter ini dipakai sebagai koreksi sehingga angka BV benar-benar dari protein
yang diukur.
Ikan yang dipakai dalam mengukur BV ini diberi pakan bebas N.
Tinggi rendahnya nilai biologis protein tergantung dari macam dan imbangan asam amino esensial yang menyusunnya.
Makin banyak macamnya dan makin baik
imbangannya maka akan makin tinggi nilai biologis protein tersebut. Disamping itu makin banyak macam bahan pakan yang digunakan sebagai sumber protein ternyata memberikan nilai biologis yang makin tinggi, hal ini disebabkan adanya suplementary effect of proteins yaitu pengaruh tambahan dari berbagai macam
protein. Kebutuhan dan kualitas protein dapat diukur juga dari keseimbangan nitrogen (nitrogen balance). Keseimbangan nitrogen adalah salah satu metode yang tertua dan sering digunakan untuk penentuan kebutuhan dan kualitas protein.
Bila terjadi
ekskresi nitrogen berarti dalam tubuh terjadi oksidasi protein atau asam amino. Protein yang berkualitas lebih jelek akan mengekskresikan nitrogen yang lebih banyak.
Protein yang berkualitas rendah dimungkinkan asam aminonya akan
mengalami deaminasi, dan nitrogennya disekskresikan berupa asam urat pada ikan, sedang rantai karbonnya diubah menjadi asam lemak, karbohidrat atau langsung digunakan untuk energi.
Penentuan keseimbangan nitrogen umumnya dikerjakan
dengan jalan menggunakan hewan dan menampung feses dan urinenya untuk mencari kandungan nitrogennya. Hitungan ini adalah untuk menggambarkan perbedaan antara nitrogen intake dengan nitrogen output . Rumus yang digunakan adalah: B = I - (U + F)
Keterangan : B = retensi nitrogen I = nitrogen intake U = nitrogen yang keluar lewat urine F = nitrogen yang keluar lewat feses Nilai protein netto digunakan karena teknik pengukuran nilai biologis protein menimbulkan masalah pada ikan, yaitu adanya kesulitan untuk memisahkan antara feses dan urin. Rumus yang digunakan adalah:
NPV
= Bf - Bk + Ik x 100 If
Keterangan : Bf : Nitrogen ikan yang diberi pakan percobaan Bk : Nitrogen ikan yang diberi pakan bebas nitrogen If : Konsumsi nitrogen pakan percobaan Ik : Konsumsi nitrogen pakan bebas nitrogen Protein netto juga dapat diestimasi dengan metode lain, yaitu efisiensi retensi protein, dengan cara pengukuran: ERP = Gf - Gk x 18% Pf
Keterangan : Gf : penambahan atau pengurangan bobot ikan pada pakan percobaan Gk : penambahan atau pengurangan bobot ikan pada pakan bebas N Pf : konsumsi protein pakan percobaan 18% : kandungan protein pada ikan
Kebutuhan Mineral Pada Ikan Pengertian mineral
Semua mineral dianggap ada dalam tubuh hewan. Pengelompokan mineralmineral yang dianggap esensial bagi ikan dibagi menjadi tiga, yaitu mineral makro yang dibutuhkan dalam jumlah yang relatif banyak dan karenanya sangat esensial, mineral mikro yang dibagi menjadi dua yaitu esensial dan kemungkinan esensial bagi ikan karena kebutuhannya hanya sedikit dan mineral trace yang dibagi menjadi dua yaitu kemungkinan esnsial dan yang fungsinya belum pasti karena mungkin dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Mineral yang dibutuhkan hanya dalam jumlah kecil, apabila termakan dalam jumlah besar dapat bersifat racun. Mineral-mineral yang diketahui bersifat toksik apabila termakan dalam jumlah banyak adalah: Se, F, Ar, Pb hitam, Ag dan Mo. Akan tetapi beberapa diantaranya dalam jumlah sedikit bersifat esensial. Klasifikasi mineral esensial dapat dilihat pada Tabel 7.7.
Tabel 7.7. Klasifikasi mineral esensial No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
Mineral makro Kalsium (Ca) Fosfor (P) Kalium (K) Natrium (Na) Klorida (Cl) Magnesium (Mg) Sulfur (S)
Mineral mikro Zink (Zn) Kobalt (Co) Tembaga (Cu) Yodium (I) Besi (Fe) Mangan (Mn) Molibdenum Mo) Selenium (Se) Cadmium (Cd)* Sr* Fluorin (F)* Nikel (Ni)* Kromium (Cr)
Mineral trace Silikon (Si)* Vanadium (V)* Aluminium (Al)* Perak (Ag)** Lithium (Li)** Barium (Ba)**
Keterangan : * Mungkin esensial ** Fungsi belum pasti Mineral-mineral esensial dan unsur runutan ditemukan dalam sebagian besar makanan, terutama biji-bijian buah dan sayuran produk susu, daging dan ikan, tetapi unsur-unsur ini biasanya terdapat dalam makanan ini hanya dalam jumlah sedikit. Karena itu, perlu makanan cukup dari berbagai makanan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi. Kekurangan intake semua mineral esensial akhirnya menyebabkan sindrom klinik yang jelas. Sementara kelebihan intake hampir semua mineral menyebabkan gejala toksik. Secara umum peranan mineral adalah memelihara kondisi ionik dalam tubuh, memelihara keseimbangan asam basa tubuh dalam hal ini tergantung pada ion Na+, K +, Ca++, Mg++, Cl-, PO43- dan SO43- . Contoh mekanisme kebasaannya adalah : Na laktat
Na+ + laktat-
H20
H+ + OH-
Laktat- + H+
asam laktat
Asam laktat
CO2 + H2O
Na-laktat
Na+ + OH- + CO2
Sehingga terjadi akumulasi Na+ dan OH-, sementara CO2 terbuang lewat pernafasan. Contoh bahan makanan yang bersifat alkali adalah buah-buahan, sayur-sayuran, kacang-kacangan dan air susu. Sementara contoh mekanisme keasaman adalah : NH4+ + Cl-
NH4Cl
NH4+ membentuk urea. Urea keluar melalui urin sementara Cl terakumulasi. Contoh bahan makanan yang berefek asam adalah daging, telur dan serealia. Peranan mineral lain adalah memelihara tekanan osmotik cairan tubuh, menjaga kepekaan otot dan syaraf dengan cara berperan dalam tiga lokasi, yaitu syarafnya pada penghantaran stimuli (Na+ dan K -), padaa neuro muskuler (Mg+) dan pada otot dengan mempengaruhi kontraksinya (Ca++).
Selain itu mineral juga
berperan mengatur transport zat makanan dalam sel, mengatur permeabilitas membran sel dan kofaktor enzim serta mengatur metabolisme. Kebutuhan ikan akan mineral merupakan bagian yang tidak terpisahkan dengan kepentingan produksi ikan itu sendiri. Kebutuhan tersebut menyangkut antara lain untuk perbaikan dan pertumbuhan jaringan seperti dalam gigi dan tulang. Komposisi mineral dari tulang segar adaalah kalsium 36%, fosfor 17% dan magnesium 0,8%.
Juga untuk perbaikan dan pertumbuhan jaringan lunak dan sel
darah. Kebutuhan akan mineral juga menyangkut kepentingan untuk regulator tubuh seperti proses regulasi
dalam bentuk ion, molekul, komponen vitamin dan
pembentukan enzim serta hormon. Selain itu juga untuk kebutuhan produksi.
7.1.1. Pencernaan dan Penyerapan Mineral
Absorpsi mineral dalam usus biasanya tidak efisien. Kebanyakan mineral (kecuali kalium dan natrium) membentuk garam-garam dan senyawa-sennyawa lain yang relatif sukar larut, sehingga sukar diabsorpsi. Sebagian besar mineral yang dimakan diekskresikan dalam feses. Absorpsi mineral sering memerlukan protein pengemban spesifik(spesific carrier proteins), sintesis protein ini berperan sebagai mekanisme penting untuk mengatur kadar mineral dalam tubuh.
Transport dan
penyimpanannya juga memerlukan pengikatan spesifik pada protein pengemban (protein carrier).
Ekskresi sebagian besar mineral dilakukan oleh ginjal, tetapi
banyak mineral juga disekresikan ke dalam getah pencernaan dan empedu dan hilang dalam feses. Konsentrasi mineral tubuh diatur pada tingkat absorpsi atau ekskresi, oleh sebab itu kadar yang bersirkuylasi tidak menggambarkan intake. Sebaliknya, mineral menunjukkan keseimbangan antara jumlah yang diabsorpsi, digunakan, disimpan dan diekskresi. Absorpsi mineral dapat dipengaruhi oleh zat "chelating" (fita dan oksalat), protein, lemak, mineral lain, dan serat dalam makanan. Sebagai contoh, besi lebih mudah diserap dari daging dari pada dari sayuran. Vitamin C menambah absorpsi besI tetapi mengurangi absorpsi tembaga.
Setelah diabsorpsi, mineral ditarnsport
dalam darah oleh albumin atau protein carier spesifik. Mineral kemudian disimpan dalam hati dan jaringan lain berikatan dengan protein khusus. Hampir semua mineral esensial dapat tertimbun sampai kadar toksik.
Metabolisme kebanyakan mineral
belum dimengerti secara sempurna.
Mineral esensial makro
Mineral makro terdiri dari kalsium, fosfor, natrium, kalium, magnesium, clorida dan sulfur. tubuh ikan.
Mineral makro selalu diperlukan dalam jumlah banyak oleh
Gerakan-gerakan ion mineral makro melintasi membran tidak pernah
dapat dipisahkan dari gerakan proton dan anion. Terdapat hubungan kompleks antara pH, tekanan listrik lintas membran dan perbedaan kadarnya.
7.3.3.1. Kalsium
Kalsium erat sekali dengan pembentukan tulang. Sumber utama kebutuhan segera tulang baru, terdapat dalam cairan tubuh dan sel. Kalsium juga sangat penting untuk mengatur sejumlah besar aktivitas sel yang vital, fungsi syaraf dan otot, kerja hormon, pembekuan darah, motilitas seluler dan khusus pada ikan berguna untuk pembentukan kerabang telur. Kalsium diabsorpsi dari usus melalui pengangkutan aktif yaitu melewati suatu perbedaan konsentrasi dengan suaatu proses yang membutuhkan energi. Kalsium diabsorpsi duodenum dan jejenum proksimal oleh protein pengikat kalsium yang disintesis sebagai respon terhadap kerja 1,25-dihidroksikolekalsiferol.
Absorpsi
dihambat oleh senyawa-senyawa yaang membentuk garam-garam kalsium yang tidak larut.
Sebagian besar kalsim yang dikonsumsi ternyata tidaak diserap tetapi
dikeluarkan lagi melalui feses.
Setelah kalsium diserap, maka jalan ekskresi yang
ditempuh adalah melewati ginjal. Sejumlah besar kalsium disekresi ke dalam lumen usus daan hampir semuanya hilang dalaam feses. Sementara sejumlah kecil kalsium diekskresikan dalam keringat. Sumber mineral kalsium terutama berasal dari hewan dan sintetis. Beberapa sumber kalsium dan jumlahnya dapat dikemukan dalam Tabel 7.8. Tabel 7.8. Sumber kalsium No 1. 2. 3. 5. 7. 8.
Sumber
Feeding bone meal Bone meal (steamed) Bone char Dikalsium Ground limestone Kalsium karbonat
Kadar (%) 26 29 27 24 26 - 36 40
Sumber lainnya adalah susu yang mengandung lebih dari 115 mg persen. Padi-padian umumnya rendah kalsium. Tepung gandum putih mengandung kira-kira 20 mg. Beras mengandung kurang lebih 6 mg kalsium per 100g. daging umumnya
merupakan sumber yang miskin akan kalsium dan hanya mengandung 10 - 15 mg persen. Sayuran umumnya merupakan sumber kalsium yang kurang baik. Kalsium fosfat tulang disimpan dalam matriks organik yang berserat lunak dan terdiri atas serat-serat kolagen serta sedikit gel mukopolisakarida.
Matriks
organiknya dapat mengeras karena kapur. Mineral tulang terdiri dari dua sumber kalsium fosfat yang secar fisik daan kimiawi berbeda yaitu sumber fase amorf atau non kristal dan fase kristal minimal. Fase amorf adalah suatu fase campuran yang mengandung trikalsium fosfat terhidrasi dan juga kalsium fosfat sekunder. Bentuk kristalnya mirip dengan hidroksiaapatit, tetapi mengandung juga kira-kira 3% karbonat dan 1% sitrat.
Ion mineral lainnya diperkirakan terikat terutama pada
permukaan kristal apatit. Tulang-tulang muda mengandung fase amorf lebih banyak, yang dibuat pertama kali pada pembentukan tulang dan merupakan prekursor fase apatik. Tulang dewasa mengandung apatit lebih banyak. Kerja kalsium tampaknya melalui reseptor protein intrasel (kalmodulin) yang mengikat ion-ion kalsium bila konsentrasinya mengikat sebagai respon terhadap stimulus.
Bila kalsium terikat pada kalmodulin maka dapat mengatur aktivitas
sejumlah besar enzim, termasuk berperan dalam metabolisme siklik nukleotida, fosforilasi protein, fungsi sekresi, kontrsksi otot, penyususnan mikrotubuli, metabolisme glikogen, dan pengaliran kalsium.
Kebutuhan kalsium bervariasi
tergantung pada jenis ikan. Kebutuhan mineral pada ikan dapat dilihat pada Tabel 7.9. Tabel 7.9. Kebutuhan kalsium pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5.
Ikan
Catfish Tilapia Red sea bream Carp Eel
Kebutuhan (%) 0.45 0.70 0.34 0.34 0.34
Kebutuhan kalsium pada ikan yang sedang bertumbuh untuk pertumbuhan badan optimal dan kalsifikasi tulang terjadi dengan level 0,3 – 0.7 persen. Kebutuhan kalsium sebagian besar dipenuhi oleh absorpsi melewati insang dan kulit pada air segar dan oleh minum air laut. Kebutuhan calsium dipengaruhi oleh kimia air dan perbedaan spesies. Konsentrasi kalsium jarang menunjukkan periode yang kritis pada salmon.
Defisiensi kalsium belum dideteksi pada carp dan catfish pada
air segar dan pada atlantic salmon pada air laut. Umumnya kalsium dari zat makanan pakan cukup memenuhi kebutuhan sebagian besar ikan. 7.3.3.2. Fosfor
Fosfor berfungsi sebagai pembentuk tulang, persenyawaan organik, metabolisme energi, karbohidarat, asam amino dan lemak, tarnsportasi asam lemak dan bagian koenzim. Sehingga fosfor sebagai fosfat memainkan peranan penting dalam struktur dan fungsi semua sel hidup. Karena itu, kekurangan fosfor akibat defisiensi makanan biasa tidak terjadi. Fosfat terdapat dalaam sel sel sebagai ion bebas pada konsentrasi beberapa miliekuivalen per liter dan juga merupakan bagian penting asam-asam nukleat, nukleotida dan beberapa protein.
Dalam ruang
ekstraseluler, fosfat bersirkulasi sebagai ion bebas dan terdapat sebagai hidroksiapatit, komponen utama dari tulang. Semua sel mempunyai mempunyai enzim-enzim yang dapat menguikatkaan fosfat dalam ikatan ester ataau anhidrida asam ke molekulmolekul lain. Enzim-enzim juga terdapat di dalam dan diluar sel untuk melepaskan fosfat dari molekul-molekul yang mengandung fosfat. Yang termasuk kelompok terakhir enzim-enzim ini adalah beberapa fosfatase yang mempunyai peranan penting dalam pencernaan bahan-bahan makanan dalam usus.
Sumber fosfor terutama
berasal dari hewan dan sumber sintetis. Beberapa sumber fosfor terdapat dalam Tebel 7.10. Tabel 7.10. Sumber fosfor No 1.
Sumber
Bone meal
Kadar (%) 14
2. 3.
14 18
Rock phosphat Difluprinated rock phosphat
Sumber fosfor lainnya adalah susu yang merupakan sumber penting dengan kandunga 93 mg persen. Beras giling mengandung fosfor sebanyak 140 mg persen. Daging dan ikan mengandung fosfosr sebanyak 100 - 200 mg persen. Fosfat bebas diabsorpsi dalam jejenum bagian tengah dan masuk aliran darah melalui sirkulasi portal dan berlangsung dengan pengankutan aktif yang membutuhkan natrium maupun secar difusi.
Pengaturan absorpsi fosfat diatur oleh
1α ,25-dehidroksikalsiferol. Fosfat ikut serta dalam siklus pengaturan derivat aktif vitamin D3. Bila kadar fosfat serum rendah, pembentukan 1,25-dehidroksikalsiferol dalam tubulus renalis dirangsang yang menyebabkan absorpsi fosfat dari usus. Ekskresi fosfat terjadi terutama dalam ginjal daan dibawah pengaturan yang rumit. Fosfat plasma dengan jumlah 80 - 90% difiltrasi pada glomerulus ginjal, dan jumlah fosfat yang diekskresi dalam urin menunjukkan perbedaan antara jumlah yang difiltrasi dan yaang direabsorpsi oleh tubulus proksimal daan tubulus distal ginjal. 1,25 dehidroksokalsiferol merangsang reabsorpsi fosfat bersama kalsium dalam tubulus proksimal.
Tetapi hormon paratiroid mengurangi reabsorpsi fosfat oleh
tubulus renalis dan dengan demikian mengurangi efek 1,25-dehidroksikalsiferol pada eksresi fosfat.
Bila tidak adaa efek kuat hormon paratiroid, ginjal mampu memberi
respon terhadap 1,25-dehidroksikalsiferol dengan pengambilan semua fosfat yang difiltrasi. Kebutuhan fosfor bervariasi tergantung pada jenis ikan. Kebutuhan ikan akan mineral fosfor dapat dilihat pada Tabel 7.11. Tabel 7.11. Kebutuhan fosfor pada ikan No 1. 2. 3. 4.
Ikan
Rainbow trout Atlantic salmon Chum salmon Carp
Kebutuhan (%) 0.5 – 0.8 0.6 0.5 – 0.8 0.5 – 0.8
5. 6. 7.
0.5 – 0.8 0.8 0.29
Red sea bream Catfish Japanese eel
Beberapa penelitian sudah menunjukkan bahwa konsentrasi kalsium tidak mempunyai efek pada kebutuhan fosfor pada ikan catfish, carp dan rainbow trout. Bagaimanapun rasio optimum antara kalsium dengan fosfor adalah 1 : 1 pada red sea bream dan eel.
Umumnya lebih banyak garam yang dapat larut maka akan
menyebabkan semakin tinggi ketersediaan fosfor untuk ikan. Sehingga fosfor pada monokalsium dan dikalsium lebih mudah tersedia dibandingkan dengan trikalsium fosfat.Ketersediaan fosfor pada pakan ikan tilapia lebih rendah dibandingkan dengan rainbow trout dan chum salmon.
Juga ketersediaan fosfor pada ikan carp lebih
rendah dibandingkan dengan rainbow trout.
Perbedaan ketersediaan fosfor pada
salmon, carp dan tilapia mungkin menyebabkan terbatasnya sekresi getah lambung oleh spesies ikan air hangat itu. Bahan pakan yang berasal dari biji-bijian mengandung fosfor dalam bentuk asam pitat dari garam kalsium-magnesium atau dikenal sebagai pitat. Fosfor pitat ini tidak dapat tersedia pada hewan dengan lambung sederhana karena mereka kekurangan enzim pitase pada saluran pencernaan.
Asam pitat juga membentuk
garam tidak larut dengan kalsium bebas pada saluran pencernaan. Oleh sebab itu ketersediaan fosfor pada sebagian besar produk tanaman adalah rendah. 7.3.3.3. Natrium
Natrium adalah kation Na+ utama cairan ekstrasel dan sebagian besar berhubungan dengan klorida dan bikarbonat dalam pengaturan keseimbangan asam basa. Ion natrium juga penting dalam mempertahankan tekanan osmotik cairan tubuh dan dengan demikian melindungi tubuh terhadap kehilangan cairan yang berlebihan. Pada bagian empedu, ion natrium dan kalium berfungsi untuk mengemulsi lemak.
Walaupun ion natrium banyak ditemukan dalam bahan makanan, sumber utama dalam makanan adalah garam dapur (NaCl). Pengaturan konsentrasi natrium dan/ataau kadaar natrium dalam tubuh melibatkan dua proses utama, yaitu kontrol terhadap pengeluaran natrium oleh tubuh dan kontrol terhadap masukan natrium.
Konsentrasi natrium di dalam caairan
ekstraseluler diusahakan agar relatif konstan dengan suatu mekanisme rumit yang melibatkan
kecepatan
penyaringan
glomerulus
ginjal,
sel-sel
peralatan
juxtaglomerulus ginjal, sistem renin-angiotensin-aldosteron, sistem syaraf simpatis, konsentrasi katekolamin, natrium dan kalium di dalam peredaran darah, faktor ketidaa dan tekanan darah. Pengangkutan natrium melalui dinding epitel usus nampaknya tergantung pada suatu sistem "pompa" dan "rembesan" pasif yang terdapat pada membran pembatas daari sel-sel tersebut. Pada duodenum dan jejunum, NaCl berpindah dari daarah ke usus bila cairan hipotonik memasuki darah. Pada ileum, absorpsi NaCl terjadi dari larutan hipotonik.
Glukosa di dalam cairan luminal meningkatkan
absorpsi natrium di dalam jejunum. Walaupun ion natrium ekstravaskuler berada dalam keseimbangan dengan ion natrium intravaskuler (plasma), konsentrasi natrium intravaskuler mungkin tidak menggambarkan jumlah total natrium dalam tubuh.
Sehingga apabila ikan
mempunyai ion natrium serum yang rendah (hiponatremia) mungkin tidak kekurangan ion natrium tubuh, tetapi bahkan mungkin kelebihan air intravaskuler (da mungkin ekstravaskuler).
Hal yang sama peningkatan ion natrium serum dapat
terjadi pada kandungan ion natrium yang rendah atau normal bila terdapat kehilangan air (dehidrasi). Pada penyakit ginjal, kemampuan menghemat ion natrium seringkali hilang dan terjadi gangguan keseimbangan natrium, klorida, kaalium dan air yang parah.
Defisiensi natrium menyebabkan tulang lunak, hipertropi adrenal dan
mengurangi penggunaan protein dan energi. Kebutuhan natrium harus selalu mengikuti keseimbangan dengan klorida. Keseimbangan yang dianjurkan adalah 1 : 1.
Beberapa penelitian menunjukkan
pemberian natrium clorida sebesar 1 – 4 persen belum meunjukkan hasil yang optimal untuk pertambahan bobot badan dan efisiensi penggunaan pakan pada ikan rainbow trout, coho salmon, atlantic salmon, channel catfish dan red sea bream. Bagaimanapun suplemen tinggi garam mendatangkan pengaruh pertumbuhan dan efisiensi pakan pada coho salmon dan rainbow trout .
7.3.3.4. Kalium
Kalium adalah unsur teringan yang mengandung isotop radioaktif alami. Secara umum fungsi dari kalium adalah metabolisme normal, memelihara volume cairan tubuh.
Konsentrasi pH, hubungan tekanan osmotik, mengaktifkan enzim
intraseluler dan pada empede bekerja samaa dengan natrium berfungsi untuk mengemulsikan lemak. Kalium adalah kation (K +) utama cairan intarsel. Dengan demikian, sumber utama kalium adalah materi seluler dari bahan pakan. Kalium mudah terserap usus halus, sebanding dengan jumlah yang dimakan dan beredar dalam plasma. Kalium dalam cairan ekstrasel memasuki semua jaringan dalam tubuh daan dapat mempunyai efek yang sangat besar pada fungsi organ, terutama depolarisasi dan kontraksi jantung. Ginjal tidak dapat menghemat ion kalium seefektif ginjal menghemat ion natrium. Penghematan natrium selalu disertai dengan pembuangan kaalium dan ini merupakan efek aldosteron.
Bila intake ion kalium kurang dari kebutuhan minimal,
konsentrasi ion kalium serum akan menurun, ion kalium intarsel juga akan menurun dan tbulus renalis bersama-sama sel-sel tubuh mulai menggunakan proton (H+) sebagai pengganti K +. Apabila konsentrasi H+ meningkat maka akan menyebabkan asidosis intraseluler. Kehilangan K + obligatorik oleh tubulus renalis diganti dengan kehilangan H+ obligatorik, karena tubulus renalis menghemat Na+ dengan membuang H+, bukan membuang K +. Hal ini akan menyebabkan alkalosis ekstraseluler dan asidosis intraseluler. Kebutuhan
kalium
bervariasi
Kebutuhan natrium dapat dilihat pada Tabel 7.12.
tergantung
jenis
ikannya.
Tabel 7.12. Kebutuhan kalium pada ikan No 1.
Ikan Juvenile chinook salmon pada air segar
Kebutuhan (%) 0.8
Defisiensi kalium secara umum menyebabkan kelemahan seluruh otot, jantung lemah dan melemahnya otot pernafasan. Pada kegagalan ginjal, kehilangan K+ obligatorik mungkin lebih jauh dari normal. Keracunan K+ (hiperkalemia) sering terjadi pada payah ginjal karena ginjal tidak mampu membuang kelebihan K+. Efek listrik hiperkalemia dapat dilawan oleh peningkatan konsentrasi kalsium serum. Pompa kalsium-natrium dalam membran sensitif
terhadap penghambatan oleh
preparat digitalis yaitu ouabain. Pada hipokalemia, jantung menjadi sensitif terhadap ouabain dan dapat terjadi keracunan ouabain.
Toksisitas ouabain dapat
dinetralisasikan oleh penambahan konsentrasi kalium serum. 7.3.3.5. Magnesium
Ion magnesium terdapat pada semua sel. Magnesium berperan sangat penting sebagai ion esensial di dalam berbagai reaksi enzimatis dasar pada metabolisme senyawa antara. Semua reaksi di mana ATP merupakan substrat, substrat sebenarnya adalah Mg2+-ATP. Hal yang sama, Mg2+ dikhelasi di antara fosfat beta dan gama dan mengurangi sifat kepadatan anionik ATP, sehingga Mg2+ dapat mencapai daan mengikat secara reversibel tempat protein spesifik. Sehingga semua sintesis protein, asam nukleat, nukleotida, lipid dan karbohidrat dan pengaktifan kontraksi otot memerlukan magnesium. Absorpsi Mg2+ terjadi di seluruh usus halus dan jelas kelihatan lebih tergantung pada banyaknya yang tersedia daripada faktorain, misalnya vitamin D. Absorpsi Mg2+
bukan proses aktif, daan tidak adaa mekanisme bersama untuk
transport kalsium dan magnesium melalui dinding usus. Dalam plasma, sebagian besar Mg2+ terdapat dalam bentuk yang padat difiltrasi oleh glomerulus ginjal. Akan
tetapi ginjal mempunyai kemampuan luar biasa untuk mempertahankan Mg2+. Kebutuhan magnesium pada ikan terlihat pada Tabel 5.8. berikut ini.
Tabel 7.13. Kebutuhan magnesium pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ikan
Rainbow trout Carp Channel catfish Eel Guppy Tilapia
Kebutuhan (mg) 0.04 – 0.06 0.04 – 0.06 0.04 – 0.06 0.04 – 0.06 0.04 – 0.06 0.06 – 0.08
Magnesium berperan pada adaptasi respiratori pada ikan air segar. Kebutuhan magnesium dapat dipenuhi dari pakan dalam air. Sebuah penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi magnesium dalam air sebesar 46 mg per liter cukup untuk memenuhi kebutuhan magnesium pada ikan rainbow trout.
Pada ikan laut,
suplementasi magnesium pada pakan mungkin tidak penting. Defisiensi magnesium pada ikan menyebabkan anorexia, pertumbuhan lambat, mortalitas meningkat, dan pengurangan kandungan magnesium pada jaringan tubuh ikan. Pada rainbow trout, defisiensi magnesium juga menyebabkan calsinosis ginjal, vertebrae deformity dan degenerasi serat otot dan sel epitel sekum pilorik dan filamen insang.
Kadar tinggi kalsium, protein, dan fosfat dalam makanan akan
mengurangi absorpsi Mg2+ dari usus. Malabsorpsi pada diare kronis, malnutrisi pada protein kalori dan kelaparan daapat menyebabkan defisiensi magnesium. Keracunan magnesium jarang terjadi pada fungsi ginjal normal. Efek depresan magnesium pada sistem syaraf biasanya mendominasi gejala toksisitas hipermagnesemia.
Mineral esensial mikro
Mineral esensial mikro terdiri dari seng, besi, mangan, tembaga, molibdenum, dan selenium. Mineral mikro tersebut esensial bagi ikan walaupun diperlukan dalam jumlah sedikit.
7.3.4.1. Seng
Seng telah dikenal sebagai unsur esensial sejak lebih dari seratus tahun yaang lalu. Seng hampir sama melimpahnya dalam tubuh hewan seperti besi. Terdapat sekitar dua puluh empat metaloenzim yang dikenal, termasuk karbonat anhidrase, laktat dehidrogenase, glutamat dehidrogenase, alkali fosfatase, dan timidin kinase. Penelitian akhir-akhir ini memperkirakan bahwa seng mempunyai peranan dalaam metabolisme prostaglandin atau proses-proses yang diperantarai oleh prostaglandin. Fungai esensial untuk kehidupan organisme adalah bagian integral dari metalloenzim (lebih dari 70%) meliputi dehidrogenase, aldolase, dan fosfatase. Ikan mengakumulasi seng dari air dan sumber pakan. Bagaimanapun seng yang berasal dari pakan lebih efisien dibandingkan dari air. Insang ikan rainbow trout berperan besar pada ekskresi seng. Bentuk pitat kompleks dengan elemen transisi seperti besi, dan mangan dalam saluran pencernaan mencegah absorpsi seng.
Bioavaibilitas seng di fishmeal
berkurang apabila ada kandungan trikalsium fosfat. Suplemen seng yang lebih tinggi sebaiknya diberikan pada pakan ikan untuk mengkompensasi kekurangan bioavaibilitas seng yang disebabkan oleh pitat dan trikalsium fosfat. Rainbow trout dan common carp mentoleransi 1.700 – 1.900 mgZn/kg pakan tanpa pengaruh yang merugikan pertumbuhan dan kehidupan ikan. Bagaimanapun, pakan dengan konsentrasi seng sebesar 1.000 mg/kg pada rainbow trout mengurangi konsentrasi hemoglobin, hematrocit dan hepatic copper.
Dalam lumen usus, berbagai faktor nampaknya berpengaruh pada ketersediaan seng untuk diabsorpsi. Faktor-faktor ini antara lain adalah zat-zat yang diproduksi dan dicerna secara endogen. Zat-zat berbobot molekul rendah seperti metionin, histidin, sistein, sitrat, pikolinat, prostaglandin E 2, glutation tereduksi dan ligan-ligan kecil lainnya telah terbukti membantu penyerapan seng daalam usus. Dalam lumen usus terdapat faktor pengikat seng yang tampaknya disekresi oleh pankreas dan membantu absorpsi seng. Seng dapat diasingkan dalam sel mukosa oeh protein pengikat seng (sink binding protein). Seng kemudian diangkut ke molekul albumin pada sisi serosa membran sel mukosa. Absorpsi seng oleh mukosa usus bervariasi terbalik dengan jumlah metalotionein
mukosa
yang
ada.
Metalotionein
mukosa oleh karenanya
mengendalikan absorpsi seng sebagai tanggapan terhadap keadaan seng plasma oleh pengasingan seng dalam mukosa. Metalotionein dalam hepatosit juga dimanfaatkan untuk penyimpanan sementara atau detoksikasi seng, sehingga baik dalam hati maupun usus, protein ini merupakan ligan kunci untuk mempertahankan homeostasis. Seng hilang dari tubuh oleh pengendapan dalam sel mukosa dan pengelupasan ke dalam feses sebaga Zn-metalotionein. Tembaga dapat mempengaruhi absorpsi seng dengan mengadakan kompetisi pada tempat pengikatan molekul albumin dalam ruaang intravaskuler. Fosfat dan kaalsium kadar tinggi memperberat defisiensi seng.
Seng disekresi dalam getah
pankreas dan dalam jumlah sedikit dalam empedu, jadi feses merupakan jalan utama ekskresi seng. Seng dapat diikat oleh metalotionin hati bila intake seng bertambah. Setelah diabsorpsi usus, seng mula-mula mengumpul di hati dan kemudian didistribusikan ke jaringan-jaringan.
Dalam plasma, kira-kira 2/3 diikat dengan
suaatu alfa-2 makroglobulin. Sejumlah kecil mengkompleks dengan asam amino dan mungkin dengan ligan laainnya. Seng yang mengkompleks dengan aalbumin siap diseraap oleh jaringan. Walaupun demikian mekanisme penyerapannya oleh jaringan belum diketahui.
Penyerapan oleh hati secara positif dipengaruhi oleh mediator
endogen leukosit, hormon adrenokortikotropik, daan hormon paratiroid. Kebutuhan ikan akan seng dapaat dilihat pada Tabel 7.14. Tabel 7.14. Kebutuhan seng pada ikan No 1. 2. 3. 4.
Ikan Young rainbow trout Carp Channel catfish Blue tilapia
Kebutuhan (mg/kg)
Pada ikan, seng dibutuhkan untuk pembentukan tulang normal. Defisiensi dapat terjadi sebagai kelainan primer absorpsi seng pada akrodermatitis enteropatika, suatu penyakit automal resesif yang jaarang ditemukan, disertai dengan hambatan pertumbuhan dan hipogonadisme.
Defisiensi seng sekunder dapat terjadi akibat
malabsorpsi apapun penyebabnya atau peningkatan ekskresi dalam urin. Defisiensi seng juga menyebabkan aktivitas ribonuklease serum nampak meninggi, sedangkan aktivitas karbonik anhidrase eritrosit merendah. Pada rainbow trout, defisiensi seng menyebabkan pengurangan pertumbuhan, kematian, katarak lensa mata, erosi sirip dan kulit dan short-body dwarism. Mineral tinggi pada fishmeal putih mungkin mempengaruhi absorpsi dan penggunaan seng dan mengurangi kejadian katarak. Ketika suplemen seng ditambahkan sebesar 40 mg/kg pada pakan rainbow trout yang mengandung fishmeal putih, dwarism dan katarak berkurang.
Pada channel catfish, pakan rendah seng mengurangi rataan
pertumbuhan, nafsu makan, konsentrasi seng dan kalsium pada tulang dan serum, produksi telur dan hatchability. 7.3.4.2. Besi
Besi adalah satu dari unsur yang paling banyak dari kerak bumi. Besi juga merupakan mineral esensial mikro yang paling melimpah. Kurang lebih 2/3 dari besi beredar sebagai hemoglobin, 1/10 sebagai mioglobin dan kurang dari 1% terdapat
pada transferin dari semua enzim besi dan protein redoks.
Sisanya terdiri dari
simpanan besi feritin dan hemosiderin yang terdapat terutama pada haati, limpa dan sumsum tulang. Fungsi utama besi adalah unruk transport oksigen oleh hemoglobin. Besi ferro (Fe2+) dan besi ferri (Fe3+) bersifat sangat sukar laarut pada pH netral, dan diperlukan sistem khusus untuk transport besi dan memasukkan ino-ion ini kedalam tempat-tempat fungsional mereka. Sumber besi utama adalah daging, tumbuhan polong, tetes tebu, dan kerangkerangan. Sumber sintetis terdiri dari ferric okside dengan kandungan besi 35% dan ferrous sulphate dengan kandungan besi sebesar 20%.
Besi dalam bahan pakan
terutama terdapat dalam bentuk ferri, terikat kuat pada molekul organik.
Dalam
lambung, dimana pH kurang daari 4, ion ferri dapat berdisosiasi dan bereaksi dengan senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah seperti fruktosa, asam askorbat, asam sitrat, dan asam-asam amino untuk membentuk kompleks yang dapat memungkinkan ion ferri tetap larut dalam pH netral cairan usus. Dalam lambung, besi tidak terlepas dari hem tetapi diteruskan seperti semula ke usus. Dikenal dua macam besi dalam bahan pakan yaitu besi hem dan besi non hem. Besi hem diabsorpsi utuh oleh sel mukosa usus, dan hem kemudian dipecah oleh suatu enzim pemecah hem dan besi dibebaskan dalam sel. Besi yang dibebaskan kemudian dipindahkan ke sisi serosal sel mukosa dengan menggunakan menkanisme pengangkutan intraseluler yang sama seperti yang digunakan oleh besi non hem. Besi non hem diabsorpsi dalam bentuk ion ferro.
Ion ferro diabsorpsi ke dalam sel
mukosa duodenum dan jejenum proksimal dan segera dioksidasi menjadi ferri. Ion ferri terikat oleh suatu molekul pengemban intraseluler (intracellular carrier molecule).
Dalam sel, molekul karrier membawa ion ferri ke mitokondria dan
kemudian tergantung pada keaadaan metabolisme besi individual. Besi ditrasport ke tempat penyimpanan daalam sumsum tulang dan sampai batas tertentu ke hati dalam bentuk ion ferri, terikat pada transferin plasma. Pada tempat penyimpanan itu, ion ferri diubah lagi menjadi apoferitin sebagai bentuk cadangan yang stabil tetapi mengalami pertukaran.
Feritin dalam sistem
retikuloendotelial merupakan bentuk cadangan besi yang dapat diambil.
Feritin
adalah protein dengan kemampuan besar untuk menyimpan besi yang terdapat padaa hewan. Feritin bekerja sebagai penyimpan sementara untuk mencegah penambahan toksik kadar besi dan suatu cadaangan yang daapaat dikerahkan jangka panjang. Akan tetapi feritin dapat mengalami denaturasi, kehilangan subunit apoferitin dan kemudian beragregasi (berkumpul) ke misel-misel hemosiderin.
Hemosiderin
mengandung lebih banyak besi dibandingkan feritin dan terdapat sebagai partikelpartikel. Besi dalam hemosiderin tersedia untuk pembentukan hemoglobin, tetapi mobilisasi besi jauh lebih lambat dari hemosiderin dibanding dari feritin. Besi yang ditimbun akan disimpan sebagai endapan hemosiderin dalam hati, pankreas, kulit dan sendi yang menyebabkan penyakit. Transferin adalah
β -globulin yang bertanggung jawab untuk pengangkutan
besi antara jaringan-jaaringan hewan. Senyawa ini mengambil besi yang dilepaskan daalam aaliran daarah dari mukosa usus, dan dari katabolisme hem dalam sistem retikuloendotelial. Transferin berkaitan dengan protein albumin dari kuning telur, dan laaktoferin dari susu dan lain-lain sekresi. Kebutuhan ikan akan besi bervariasi seperti terlihat pada Tabel 7.15. Tabel 7.15. Kebutuhan besi pada ikan No 1. 2. 3.
Ikan
Catfish Atlantic salmon Eel
Kebutuhan (mg/kg) 30 60 170
Defisiensi besi terjadi apabila kapasitas besi intraseluler bertambah, dan lebih banyak besi akan diabsorpsi bila tersedia dalam makanan.
Defisiensi besi
menyebabkan terjadinya anemia, penurunan volume sel-sel darah merah daan depigmentasi. Pada kelebihan besi (iron overload) kapasitas dan kejenuhan karier besi intraseluler berkurang.
Pada brook trout, red sea bream, yellowtail, eel dan carp, defisiensi besi menyebabkan anemia mikrositis. mempengaruhi pertumbuhan.
Pada banyak kasus defisensi besi tidak
Defisensi besi menyebabkan warna hati normal
berubah menjadi kuning putih pada ikan carp. Pada catfish, defisiensi besi menekan hematocrit, hemoglobin, konsentrasi plasma besi dan kejenuhan transferin. Ferro clorida dan ferro sulfat sama efektifnya untuk mencegah anemia pada red sea bream. Efek dari kelebihan besi secara umum adalah mengurangi pertumbuhan, meningkatkan kematian, diare dan rusaknya histopatologi pada sel liver. 7.3.4.3. Mangan
Sifat-sifat dasar mangan pertama kaali dilaporkan daari hasil penelitian hewan percobaan pada tahun 1931. Konsentrasi mangan dalam jaringan-jaringan hewan relatif konstan terhadap umur. Mangan banyak terdapat pada kacang-kacangan, bijibijian utuh, daan sayuran tetapi sedikit terdapat pada daging, ikan dan produk susu. Kebutuhan ikan akan mangan dapat dilihat pada Tabel 7.16. Tabel 7.16. Kebutuhan mangan pada ikan No 1. 2. 3.
Ikan
Channel catfish Common carp Rainbow trout
Kebutuhan (mg/kg) 2.4 13 13
Pengaturan homeostatik kadar mangan di dalam jaringan-jaringan hewan terutama dihasilkan melalui ekskresi mangan, bukan melalui pengaturan absorpsinya. Mangan yang diabsorpsi, diekskresikan melalui usus melewati empedu yang merupakn rute pengaturaan utaama.
Dalam kondisi muatan unsur-unsur secara
berlebihan, bantuan rute gastrointestinal juga digunakan. Absorpsi juga merupakan faktor dalam homeostatis mangan. Fungsi mangan lainnya adalah sebagai kofaktor enzim yang mengaktifkan kompleks metal-enzim atau sebagai bagian integral metaloenzim tertentu di
metabolisme karbohidrat, lemak dan protein. Enzim kinase, transferase, hidrolase dan dekarboksilase dapat diaktifkan oleh mangan kation divalent lain seperti magnesium, Bagaimanapun enzim seperti glikosil transferase sangat sepesifik untuk aktivitas mangan.
Dua metaloenzim mangan yang penting adalah piruvat
karboksilase dan superoksida dismutase. Retensi mangan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor pakan. Penambahan zat besi pada susunan pakan, menekan retensi mangan, tetapi apaabila zat besi dihilangkan daari susunan pakan, retensi mangan meningkat. Fitat juga mempunyai pengaruh nyata yang bersifat menghambat retensi dan akumulasi mangan. Mangan terdapat dalam konsentrasi tinggi dalam mitokondria dan berfungsi sebagai faktor penting untuk pengaktifan glikosiltransferase yang berperan sebagai sintesisoligosakarida, glikoprotein, dan proteoglikan.
Mangan diperlukan untuk
aktifitas superoksida dismutase. Mangan diserap dengan baik melalui usus halus dengan mekanisme yang serupa dengan besi, termasuk transfer melalui sel mukosa ke dalam darah portal. Pada kenyataannya absorpsi Mn2+ meningkat pada defisiensi besi dan daapat dihambat oleh besi. Adanya etanol dalam usus jelas menambah absorpsi Mn2+.
Ion mangan dikirim ke hati melalui sirkulasi portal dan disana segera
mengadakan keseimbangan dengan Mn2+. Salah satu akibat defisiensi mangan adalah ketidaknormalan kerangka. Perosis atau penyakit urat yang terkilir dengan pembesaran dan kesalahaan bentuk sendi tibial metatarsal banyak terjadi pada ikan yang sedang tumbuh. Kondrodistrofi gizi terjadi pada embrio ikan yang mendapat susunan pakan defisien mangan. Defisiensi mangan
tampaknya juga sangat mengurangi sintesis oligosakarida,
pembentukan glikoprotein dan proteoglikan. Selain itu juga mengganggu beberapa metaloenzim Mn2+ seperti hidrolase, kinase, dekarboksilase dan transferase. Keracunan mangan sangat jarang terjadi. Defisiensi mangan menyebabkan penurunan pertumbuhan dan abnormalitas skeletal pada rainbow trout, carp dan tilapia. Pada raibow trout, pemberian mangan yang rendah mengurangi aktivitas copper-zink superoxide dismutase dan manganese-
superoxide dismutase dalam otot cardiac dan liver serta menekan konsentrasi mangan dan kalsium vertebrae. Pada broodstock rainbow trout, pakan yang mengandung fishmeal tanpa suplemen mangan menyebabkan rendahnya hatchabilitas dan rendahnya konsentrasi mangan dalam telur.
7.3.4.4. Tembaga
Tembaga tersebar luas dalam pakan.
Tembaga merupakan elemen yang
sangat dubutuhkan oleh hewan biarpun dalam komposisi yang relatif sedikit. Tembaga berada dalam banyak enzim dan esensial untuk aktivitas enzim. Tembaga bercgabung dengan citokrom oksidase pada rantai transport elektron dalam sel. Cuproenzim lainnya dijumpai pada jaringan tubuh ikan yang meliputi dismutase, tirosinase, lisil oksidase, ceruloplasmin, dan dopamine
β -hidroksilase. Konsentrasi
tembaga yang tinggi dijumpai pada jantung, hati, otak dan mata. Tembaga berada sebagai kompleks tembaga-protein dalam plasma. Absorpsi tembaga dalam traktus gastrointestinal memerlukan mekanisme spesifik, karena sifat alamiah ion kupri (Cu2+) yang sangat tidak larut. Dalam sel mukosa usus, tembaga mungkin berikatan dengan protein pengikat metal (banyak mengandung sulfur) dengan berat molekul rendah yaitu metalotionein pada bagian tionein. Biosintesis metalotionein diinduksi dengan pemebrian Zn, Cu,Cd dan Hg dan diblokir oleh inhibitor-inhibitor sintesis protein.
Meskipun tembaga akan
merangsang produksi protein hati yang berikataan dengan tembaga, seng juga diperlukan untuk akumulasi Cu-tionein. Seng akan menstabilkan Cu-tionein terhadap degradasi oksidatif. Tembaga masuk dalam plasma, dimana tembaga terikat pada asam-asam amino, terutama histidin, dan pada albumin serum pada tempat pengikatan tunggal yang kuat. Dalam kurang dari satu jam, tembaga yang baru diserap diambil dari sirkulasi oleh hati. Hati memproses tembaga melalui dua jalan, yaitu : tembaga diekskresi dalam empedu ke dalam traktus gastrointestinal, dimana tembaga tidak diabsorpsi kembali.
Ternyata, homeostasis tembaga dipertahankan hampir seluruhnya oleh ekskresi bilier, semakin tinggi dosis tembaga, semakin banyak yang diekskresikan dalam feses. Jalan kedua metabolisme tembaga dalam hati adalah penggabungan tembaga sebagai bagian integral seroloplasmin, suatu glikoprotein yang semata-mataa disintesis dalam hati. Seruloplasmin bukan protein pembawa Cu2+, karena tembaga seruloplasmin tidak bertukar dengan ion tembaga atau tembaga yang terikat dengan dengan molekul-molekkul lain. Seroluplasmin mengandung 6 - 8 atom tembaga, setengah bagiaan ion kupro (Cu+) dan setengahnya lagi ion kupri (Cu2+). Kebutuhan ikan akan mangan dapat dilihat pada Tabel 7.17. Tabel 7.17. Kebutuhan tembaga pada ikan No 1. 2. 3. 4.
Ikan
Rainbow trout Common carp Channel catfish Atlantic salmon
Kebutuhan (mg/kg) 3 3 5 5
Ikan nampak lebih toleran pada tembaga yang berasal dari pakan daripada tembaga yang larut dalam air. Konsentrasi 0.8 – 1.0 mg tembaga per liter sebagai tembaga sulfat dalam air beracun pada banyak spesies ikan. Tetapi pada ikan choho salmon dijumpai sangat toleran pada tembaga dengan konsentrasi 1.000 mg/kg pada pakan dengan hanya mengalami kelambatan pertumbuhan dan rusaknya pimgmentasi. Keracunan tembaga menyebabkan penurunan pertumbuhan, efisiensi pakan dan menaikkan jumlah tembaga dalam hati pada ikan rainbow trout. Gejala defisiensi tembaga meliputi anemia, neutropenia, osteoporosis dan depigmentasi serta gangguan syaraf. Defisiensi tembaga mengganggu proses kaitan lintas jaringan ikat protein, kolagen, dan elastin. Gangguan ini dapt berupa kelainan tulang dan kerusakan sistem kardiovaskuler. Gejala defisiensi tembaga yang paling tragis adalah kematian mendadak akibat pecahnya pembuluh darah utama atau
jantungnya. Keracunan tembaga termasuk diare dengan feses biru-hijau hemolisis akut dan kelainan fungsi ginjal. 7.3.4.6. Selenium
Selenium diperkirakan mengganti belerang dalam asam amino protein. Selenium adalah unsur penting glutation peroksidase, suatu enzim yang peranannya sebagai antioksidan intarseluler yang sangat mirip dengan fungsi serupa vitamin E atau
α -tokoferol. Sebagian besar selenium dalam makanan berbentuk asam amino
selenometionin. Suplemen selenium yang ditambahakan ke dalam makanan ikan berbentuk anorgaanik seperti natrium selenit. Selenometionin dan natrium selenit mempunyai poteinsi yang sama untuk mencegah kondisi defisiensi selenium dan dapat meningkatkan aktivitas jaringan glutation peroksidase.
Akan tetapi,
selenometionin dapat meningkatkan kadar selenium dalam darah dan jarinfgan lebih tinggi dibandingkan dengan natrium selenit.
Hal ini mungkin disebabkan oleh
penggabungan selenometionin ke dalam struktur utama jaringan protein di tempat metionin, sehingga selenium hanya tersedia bagi hewan setelah katabolisme asam amino selenium. Selenium ini berfungsi sebaga simpanan yang tak teratur atau pool buffer yang menyediakan selenium dari dalam tubuh apabila penyediaan selenium dari pakan terhenti. Absorpsi selenium tampaknya berlangsung tanpa pengendalian fisiologis. Absorpsi
75
Se dalam bentuk larutan selenit lebih besar dari 90%.
Walaupun
demikian, data-data mengenai absorpsi selenium yang terdapat dalam pakan masih terbatas. pernafasan.
Hewan mengeluarkan beberapa senyawa selenium melalui urin dan Produksi metabolit ekskresi tersebut semakin banyak dengan
meningkatnya konsumsi selenium.
Ion trimetil selenomium adalah satu-satunya
metabolit urin yang telah teridentifikasi, walaupun dalam urin ada beberapa jenis metabolit lainnya. Dimetil selenida bersifat volatil dan ditemukan dalam nafas bila konsumsi selenium sangat tinggi. Jadi hewan mengatur kandungan selenium melalui proses ekskresi. Jika unsur ini tersedia dalam jumlah terbatas, produk ekskresipun
sedikit. Sedangkan bila kebutuhan sudah terpenuhi kelebihan selenium dikurangi dengan mengubahnya menjadi metabolit ekskresi. Hanya satu fungsi enzimatik selenium yang diketahui. Selenium adalah unsur penting dari glutation peroksidase. peroksida
dan
Enzim ini dapat menghancurkan hidrogen
hidrioperoksida-hidroperoksida
oerganik
dengan
pengurangan
ekuivalen dari glutation. Peranan fisiologis yang pasti dari glutation peroksidase yang bergantung pada selenium masih belum jelas karena katalase juga mampu memindahkan hidrogen peroksida dan glutation peroksida yang tidak bergantung padaa selenium juga mampu memindahkan hidroperoksida organik.
Jadi
selenoenzim mungkin berfungsi sebagai penahan oksidan tetapi fungsi alternatif juga telah ada. Kebutuhan ikan akan selenium dapat dilihat pada Tabel 7.18. Tabel 7.18. Kebutuhan selenium pada ikan No 1. 2.
Ikan
Kebutuhan (mg/kg) 0.15 – 0.38 0.25
Rainbow trout Channel catfish
Defisiensi selenium menyebabkan dilatasi jantung dan menyebabkan payah jantung kongestif. Vitamin E dapat mencegah kejadian tersebut, disamping faktor III yang mengandung selenium organis.
Selenium mempunyai pengaruh penting
terhadap metabolisme merkuri. Hewan yang defisien selenium lebih rentan terhadap keracunan metil merkuri dan merkuri anorganik. Pada ikan rainbow trout dan catfish, defisiensi selenium menyebabkan depresi pertumbuhan, tetapi kehilangan selenium sendiri tidak menghasilkan tanda patologi pada ikan tersebut. Selenium dan vitamin E dibutuhkan untuk mencegah distropi muscular pada ikan atlantic salmon dan exudative diathesis pada ikan rainbow trout. Mekanisme keracunan selenium sampai saat ini belum diketahui.
Pada ikan
rainbow trout dan catfish terjadi keracunan selenium ketika selenium dalam pakan
melampaui 13 – 15 mg/kg bahan kering pakan. Hal ini menyebabkan penurunan pertumbuhan, rendahnya efisiensi pakan dan tingginya mortalitas. 7.3.4.7. Yodium
Yodium merupakan mineral mikro yang terdapat luas di bumi.
Yodium
kurang larut dalam air, tetapi apabila molekul yodium (I2) berkombinasi dengan yodida membentuk poliyodida akaan menyebabkan yodium sangat mudah larut dalam air. Dalam saluran pencernaan, yodium direduksi menjadi yodida, dan dalam satu jam seluruhnya akan diabsorpsi oleh usus halus. Yodotirosin, yodotironin, beberapa yodopeptida rantai pendek, dan senyawa-senyawa yang diyodinasikan secara radiografi diabsorpsi tanpa deyodinasi. Yodium di dalam semua senyawa anorganik dan banyak senyawa organik tersedia secara biologis. Yodium esensial untuk biosintesis hormon tiroid, tiroksin dan triyodotironin. Ikan memperoleh yodium dari air melalui pompa branchial dan sumber pakan. Pada ikan rainbow trout komposisi yodium 80% berasal dari air, 19 persen dari pakan dan 1 persen dari pengolahan kembali yodium dari degradasi hormon tiroid. Pemanfaatan yodium untuk sekresi hormon tiroid berlangsung melalui tiga tahap. Pertama, dari plasma menyeberangi membran sel adalaah suatu proses aaktif melawan gradien listrik dan massa.
Konsentrasi normal yodida di dalam sel tiroid
adalah 30 - 40 kali lebih tinggi daripada dalam serum. Kedua, pada batas pemisah sel dan koloid, suatu peroksidase menjadi alat pengoksidasi yodida menjadi suatu "senyawa antara yod". Enzim ini juga membantu pembentukan monoyodotirosin dan diyodotirosin dengan menggabungkan yodium ke dalam residu tirosil dari tiroglobulin. Penggabungan oksidatif berikutnya dari yodotirosin ke dalam hormon tiroid, tiroksin (T4) dan triyodotironin (T3), juga dilaksanakan oleh peroksidase yang sama, mungkin bekerja sama dengan enzim lain. Akhirnya, tiroglobulin dicakup oleh sitoplasma sel tiroid. Pencernaan tiroglobulin dilakukan melalui proteolisis. Fase
sekresi berakhir dengan terjadinya difusi hormon-hormon ke dalam kaapiler-kapiler melalui ruang ekstrseluler. Tiroid, suatu kelenjar penyimpan mengandung yodium sebanyak 8,0 - 10,0 mg per 20 g berat kelenjar. Yodium pada tiroid yang terikat pada triglobulin sebesar 95%. Kira-kira 45% yodium pada tiroid terdapat dalam bentuk tiroksin dan 3% dalam bentuk triyodotironin, sedangkan sebesar kira-kira 42% dalam bentuk yodotirosin. Defisiensi yodium menyebabkan gondok yang tidak dikenal dalam dunia ikan. Awal defisensi yodium dicirikan oleh suatu peningkatan ekskresi hormon tiroid simpanan yang bersifat kompensasi dan ekskresi normal yodida di dalam urin. Selagi simpanan hormon tiroid terus-menerus terdeplesi, pembersihan yodida anorganik plasma di tiroid meningkat dengan suatu penurunan ekskresi yodida di dalam urin yang sebanding. Setelah itu pengambilan yodidaa stabil oleh tiroid sama dengan jumlah yodida yang diekskresikan dalam bentuk hormon tiroid. Konsentrasi yodida anorganik plasma menurun, sama seperti kandungan yodium tiroid. Pada saat ini, defisiensi yodium dapat diatasi, ataau akan berkembang menjadi kronis. Pada ikan brook trout, defisiensi yodium menyebabkan hiperplasia tiroid. Defisiensi asam askorbat menyebabkan hipoaktivitas kelenjar tiroid sebagaimana ditunjukkan oleh penurunan akumulasi snakehead.
131
I oleh kelenjar tiroid ikan scorbutic
Kebutuahn minimum yodium pada banyak ikan belum ditetapkan.
Sebuah penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi tinggi yodium dan fluorin pada pakan (4.5 mg/kg) esensial untuk melindungi atlantic salmon dari infeksi penyakit bakteri ginjal. 7.3.4.8. Molibdenum
Molibdenum berfungsi sebagai metaloenzim xantin oksidase, aldehida oksidase, dan sulfit oksidase. Sampai saat ini belum diketahui sistem metabolisme kecuali bentuk heksavalen yang larut air diabsorpsi dengan baik melalui usus. Urin adalah jalan utama ekskresi molibdenum.
Terdapat beberapa bukti bahwa
molibdenum dapat mempengaruhi metabolisme tembaga dengan mengurangi efisiensi penggunaan tembaga dan bahkan mungkin mobilisasi tembaga dari jaringan. Pemberian pakan dengan defisiensi molibdenum pada ikan menyebabkaan kelambatan pertumbuhan, khususnya ketika pakan mengandung level rendah natrium tungstate.
Kebutuhan Vitamin Pada Ikan Pengertian vitamin
Mendefinisikan vitamin merupakan usaha yang agak panjang karena beberapa kepentingan harus dicakup.
Beberapa kumpulan definisi yang dapat diterangkan
adalah vitamin merupakan sejumlah persenyawaan organik yang secara umum tidak ada hubungan atau kesamaan kimiawi satu sama lain. Vitamin merupakan komponen dari bahan makanan tetapi bukan karbohidrat, lemak, protein dan air yang terdapat dalam jumlah sedikit.
Vitamin tersebut harus tersedia dalam pakan karena tidak
dapat disintesa oleh ikan dan esensial untuk perkembangan jaringan normal dan untuk kesehatan, pertumbuhan dan hidup pokok karena tubuh tidak dapat mensintesis sendiri, kecuali beberapa vitamin seperti vitamin C pada ikan dan vitamin B kompleks pada ruminansia. Vitamin sangat diperlukan untuk reaksi-reaksi spesifik dalam sel tubuh hewan, Zat ini penting untuk berfungsinya secara normal jaringan tubuh, untuk kesehatan, maintenance dan pertumbuhan jaringan. Vitamin berperan sebagai koenzim ataau katalisator hayati, yaitu berperan sebagai mediator dalam sintesis atau degradasi suatu zat tanpa ikut menyusun zat yang disintesis aatau dipecah tadi. Apabila vitamin tidak terdapat dalam pakan atau tidak tepat diabsorpsi akan mengakibatkan penyakit defisiensi yang khas atau sindrom yang dapat diperbaiki dengan vitamin itu sendiri.
Gejala-gejala tersebut biasa disebut
avitaminosis atau hipovitaminosis. Peranan vitamin di dalam tubuh dapat pula dipengaruhi oleh zat-zat tertentu yang ada dalam pakan atau pangan yang mempunyai struktur hampir sama dengan vitamin.
Zat tersebut adalaah zat antivitamin atau vitamin antagonis.
Sebagai
contoh, pada ikan mentah terdapaat tiaminase yang menghambat kerja vitamin B6. Di samping itu kebutuhan vitamin juga dapat naik lantaran kandungan zat-zat tertentu dalam pakan tinggi. Misalnya pada pakan dengan protein tinggi maka kebutuhan vitamin B6 meningkat.
Bila banyak karbohidrat sebagai pemasok energi dalam
raansum maka kebutuhan vitamin B1 juga naaik.
Zat-zat bacterio static dan
antibiotika yang diberikan terus-menerus lewat oral juga akan meninggikan kebutuhan vitamin B dan K.
Juga pada ikan yang sedang stress atau terkena
penyakit, kebutuhan vitamin akan naik. Vitamin diberikan nama abjad sesuai dengan penemuannya. Vitamin diberi nama ketika berhasil diisolasi secara terpisah dan struktur kimianya diidentifikasi. Sembilan senyawa atau golongan senyawa yang berhubungan erat dianggap sebagai vitamin untuk nutrisi hewan. Walaupun struktur kimia daan fungsi biokimia sangat heterogen, vitamin secara garis besar dapat digolongkan menjadi dua golongan, golongan pertama yaitu vitamin yang larut dalam lemak ataau diserap dengan lemak yang terdiri dari vitamin A, D, E dan K.
Golongan kedua adalah vitamin yang larut dalam air ataau diserap
dengan air, yang terdiri dari vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), B5 (asam pantotenat), B6 (piridoksin), B12 (kobalamin), niasin (asam nikotinat), asam folat (asam pteroilglutamat) dan C.
Vitamin Larut Air
Vitamin ini biasanya berhubungan dengan bagian cairan tubuh. Vitaminvitamin yang larut dalam air berfungsi sebagai enzim dalam berbagai reaksi metabolis tertentu. Sifat-sifat umum vitamin ini adalah : molekul tidak hanya tersusun atas unsur C, H dan O, molekul polar sehingga larut dalam air, tidak mempunyai provitamin, terdapat disemua jaringan, berfungsi sebagai prekursor enzim-enzim, tidak disimpan secara khusus dalam tubuh. Vitamin ini akan diekskresikan dalam urin bila kadar serumnya melebihi saturasi jaringan (yang selanjutnya mencerminkan pengikatan kofaktor vitamin ke enzim dan protein transport). Vitamin ini relatif lebih
stabil, tetapi dalam kondisi temperatur tinggi menyebabkan tidak stabil.
Karena
vitamin yang laarut dalam air yang diambil berlebihan biasanya diekskresi, vitamin yaang larut dalam air biasanya tidak toksik.
Semua vitamin yang larut dalam air,
kecuali kobalamin (vitamin B12) dapat disintesis oleh tumbuh-tumbuhan dan oleh karena itu terdapat pada kacang-kacangan, biji-bijian, sayuran berdaun hijau dan ragi. 7.4.2.1. Vitamin B1 (Tiamin)
Penemu tiamin adalah Eijman (1897) dan Jansen dan Donath (1926) yang berhasil mengisolasi kristal yang kemudian tiamin dari beras. Vitamin B1 terdiri dari satu substitusi pirimidin yang terikat melalui ikatan metilen pada satu substitusi tiasol. Sifat umum vitamin B1 adalah stabil dalam pH sedikit asam, rusak dalam pH alkalis, rusak dalam larutan mineral, larut dalam air dan alkohol 70 persen dan rusak oleh panas.
Bentuk sintesis biasanya dalam bentuk garam misalnya thiamine
hydrochlorida atau thiamine mononitrate. Dalam bentuk garam akan lebih stabil dari pada bentuk vitamin bebas. Tiamin banyak terdapat dalam daging, bagian luar biji-bijian (oleh karena itu beras merah mempunyai nilai gizi tiamin lebih baik daripada beras putih), kacangkacangan dan hasil ikutannya, bungkil kacang kedelai, bungkil kacang tanah, tepung alfalfa
dan ragi.
Pada ikan mentah terdapat kandungan tiaminase yang dapat
memecah tiamin menjadi dua gugus pirimidin dan pikolin sehingga tiamin menjadi inaktif. Dalam saluran pencernaan, tiamin segera mengalami proses enzimatis menjadi Thiamine Pyrophosphate (TPP). Gugus pyrophosphate ini berasal dari dua terminal phosphate ATP. Zat anti vitamin B1 adalah piritiamin yang menghambat pembentukan TPP dan oksitiamin yang menyebabkan reaksi TPP tidak terjadi. Bentuk inaktif daeri tiamin adalah tiokrom. Tiamin berperanan luas sebagai koenzim TPP dalam reaksi dekarboksilasi. Pada dasarnya reaksi metabolisme yang memerlukan TPP dapat dibagi menjadi tiga kelompok reaksi, yaitu pertama adalah nonoxidative decarboxylase yaitu reaksi yang
terjadi padaa mikroorganisme, kedua adalah oxydative decarboxylase yang dapat dibagi menjadi dua kelompok reaksi , yaitu enzim TPP merupakan bagian integral dari reaksi enzim multikompleks yaitu pyruvate dehydrogenase complex dan
α-
ketoglutarate dehydrogenase complex, dan yang ketiga adalah reaksi transketolase yaitu reaksi transfer dari gugus ketol pada donor kepada aakseptor. Reaksi ini terjadi pada hexose monophosphate sgunt.
Tergabung dengan ATP, tiamin membentuk
kokarboksilase yang merupakan koenzim untuk dekarboksilasi asam piruvat serta asam-asam keton yang lain. Sumber tiamin yang penting adalah kacang-kacangan daan hasil ikutannya, bungkil kedelai, bungkil kacang tanah dan tepung alfalfa.
Secara lengkap sumber
tiamin dapat dikemukakan pada Tabel 7.19. Tabel 7.19. Sumber tiamin No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Sumber
Tepung alfalfa Biji gandum Hati ikan Bungkil kelapa Jagung Bungkil biji kapuk Bungkil kacang tanah Beras Bungkil kedelai Bungkil biji bunga matahari
Kadar ( g/mg) 3,9 3,4 2,0 0,8 3,0 6,4 12,0 22,5 4,0 20,0
Defisiensi tiamin akan menyebabkan reaksi-reaksi metabolisme terutama metabolisme piruvat terganggu yang menyebabkan sumber energi pada sel terhambat. Apabila sel tubuh ikan kekurangan energi akan menyebabkan gangguan syaraf dan pelebaran otot-otot jantung yang sensitif apabila kekurangan energi.
Kurang
berfungsinya otot jantung dapaat menyebabkan menurunnya siklus Krebs dan diikuti menurunnya ATP untuk kontraksi jantung, naiknya katekolamin (norepinefrin dan epinefrin) dan asetilkolin yang bersifat kardiotoksik. Akumulasi asam piruvat dan asam laktat di dalam darah dan jaringan oleh defisiensi tiamin menyebabkan
iritabilitas, hilangnya nafsu makan, fatique, degenerasi selaput myelin dari serabut syaraf, melemahnya otot jantung dan gangguan-gangguan gastrointestinal, polyneuritis gallinarum, anorexia, kehilangan bobot badan. Defisiensi tiamin menyebabkan neurogical disorder seperti hiperiritabilitas pada ikan salmon, channel catfish, japanese eel, dan japanese parrotfish. Tanda-tanda defisinesi yang sama dengan derajad variasi kematian yang berbeda terjadi pada common carp, red sea bream, tarbot dan yellowtail. Aktivitas eritrosit transketolase sudah digunakan sebagai indikator spesifik untuk status tiamin pada ikan turbot. Aktivitas ginjal dan hati transketolase pada rainbow trout dan kandungan tiamin pada darah yellowtail juga menunjukkan penurunan lebih cepat dibandingkan dengan datangnya tanda-tanda defisiensi eksternal. Tiamin ditambahkan pada pakan ikan dalam bentuk tiamin mononitrat yang mengandung 91.9% tiamin. Tiamin mononitrat stabil dalam campuran mineral yang tidak mengandung mineral jarang dan cholin clorida. Kebutuhan ikan akan tiamin dapat dilihat pada Tabel 7.20. Tabel 7.20. Kebutuhan tiamin pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5.
Ikan
Rainbow trout Channel catfish Pacific salmon Common carp Yellowtail
Kebutuhan (mg/kg) 1 – 10 1 10 – 15 0.5 11.2
7.4.2.2. Vitamin B2 (Riboflavin)
Penemu vitamin B2 adalah Emmet dari Detroit pada tahun 1927. Vitamin B2 terdiri dari struktur heterosiklik yang terikat dengan ribitol. Riboflavin membentuk suatu gugus protetik untuk enzim flavoprotein yang diperlukan untuk reaksi oksidasi dalam metabolisme seluler yang normal. Struktur cincin berkonyugasi, karena itu
riboflavin merupakan pigmen yang berwarna dan berfluoresensi. Riboflavin relatif tahan terhadap panas tetapi sensitif terhadap penguraian yang irreversibel pada penyinaran dengan cahaaya yang dapat dilihat. Mikroorganisme usus dapat mensintesa riboflavin dalam jumlah cukup, pada kebanyakan hewan.
Seperti juga tiamin, maka ribovlafin di dalaam usus segera
diubah ke daalam bentuk koenzimnya, dan setelah itu baru dapat berfungsi dalam proses metabolisme. Ada dua koenzim dari ribovlafin, yaitu Flavin Mono Nucleotide (FMN) dan Flavin Adenine Dinucleotide (FAD).
FAD merupakan reaksi FMN
dengan nukleotide AMP melalui ujung fosfatnya. Enzim flavin berisi baik FMN maupun FAD.
Ribovlavin harus mengalami fosforilase dahulus sebelum dapat
diserap. Setelah diserap dalam bentuk FMN dan FAD terus didistribusikan ke dalam sel-sel.
Zat metabolit dari hasil metabolisme riboflavin adalah riboflavin, FMN,
uroflavin, daan lumikrom. Zat-zat tersebut dikeluarkaan daalam urin daan keringat. Jadi relatif riboflavin tidaak disimpan dalam jaaringan. Fungsi utama riboflavin adalah untuk proses oksidasi-reduksi dalam jaringan. Beberapa contoh keterlibatan riboflavin antara lain pada oksidasi asam amino (L atau D asam amino-oksidase). Reaksi ini disebut juga O2-linked. Contoh lain adalah reaksi dehidrolipoate dehidrogenase. Enzim flavin ini ikut berperan dalaam reaksi dehidrogenase dimana NAD dan NADP sebagai akseptor atom H, jadi bukan atom O2.
Contoh lainnya lagi adalah enzim flavin. Enzim ini berperan dalaam transport
elektron, sebagai akseptor elektron adalah sitokrom. Sumber riboflavin yang penting adalah susu, sayur-sayuraan, yeast, daging dan kacang-kacangan.
Sumber riboflavin
dan kandungannya dapat dilihat secara lengkap pada Tabel 7.21 Tabel 7.21. Sumber riboflavin No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Sumber
Putih telur Hati sapi Daging sapi Susu Biji bunga matahari Yeast
Kadar ( g/mg) 0,30 3,26 0,20 0,17 0,23 4,28
7. 8.
Beans Daging ikan
0,31 0,20
Riboflaavin sangat berperan untuk fungsi normalnya jaringan-jaringan yang berasal dari ektoderm seperti kulit, mata dan syaraf.
Riboflavin juga mencegah
senilyti. Tanda-tanda defisiensi riboflavin mencakup luka pada kulit, muntah, diare dan gangguan mata. Kebutuhan ikan akan riboflavin dapat dilihat pada Tabel 7.22. Tabel 7.22. Kebutuhan riboflavin pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ikan
Rainbow trout Channel catfish Pacific salmon Common carp Yellowtail Blue tilapia
Kebutuhan (mg/kg) 5 – 15 9 20 – 25 4–7 11 6
Tanda-tanda umum defisiensi riboflavin pada ikan adalah anoreksia dan rendahnya pertumbuhan, disamping juga fotopobia, katarak, kekosongan kornea, dan hemoragi.
Pada ikan chinook salmon dan rainbow trout, defisiensi riboflavin
menyebabkan kekurangan koordinasi berenang dan pewarnaan kulit gelap. Luka pada mata, pewarnaan kulit gelap dan diikuti oleh tingkat kematian yang tinggi dilaporkan pada defisiensi riboflavin di ikan yellowtail fingerlings.
Pada ikan
common carp, dan japanese eel, defisinesi riboflavin menyebabkan hemoragi pada beberapa bagian tubuh, nervous, dan fotopobia tetapi tidak terdapat perkembangna katarak.
Channel catfish mengalami monolateral dan bilateral katarak apabial
defisien riboflavin. Aktivitas D-asam amino oksidase menjadi indikator yang lebih sensitif pada status riboflavin pad ikan rainbow trout. Sementara itu kebutuhan riboflavin untuk pertumbuhan dilaporkan tidak dipengaruhi oleh temperatur atau perbedaan genetik.
Hal ini mungkin merupakan salah satu alasan mengapa nilai kebutuhan riboflavin hampir baik bahkan diantara spesies yang berbeda. 7.4.2.3. Vitamin B5 (Asam pantotenat)
Penemu asam pantotenat aadaalah R.J. William dari USA pada tahun 1933. Asam pantotenat adalah suatu amida dari asam pantoat dan
β alanin. Asam
pantotenat merupakan bagian dari koenzim A, yang berperan dalam transfer gugus asetil. Hal ini terjadi dalam asetilasi kolin hingga terbentuk asetilkolin, serta dalam asetilasi dari piruvat dekarboksilat untuk membentuk asetilkolin A dalam siklus Krebs. Koenzim A juga berperan dalam degradasi asam-asam lemak menjadi asetil CoA.
Koenzim A aadaalaah gabungan aantaara mercapto ethyl amine dengaan
phosphopantothenoic acid dan adenosin-31-51 diphosphat (pada NADP, posisi adenosin diphosphat pada 2151). Bagian ujung dari mercapto ethyl amine terdapat gugus SH aatau sulphydryl yaang merupakan baagian yang penting atau bagian yaang aktif dari koenzim A. Oleh karena itu cara menulis koenzim A adalah CoA-SH. Ciri dari asam paantotenat adalah saangat tidak stabil dan berwarna kuning pucat. Asam pantotenat mudah diabsorpsi usus dan kemudian mengalami fosforilasi oleh ATP untuk membentuk asam 4-fosfopantotenat. Fosforilasi akhir terjadi dengan ATP yang menambah fosfat pada gugus 3'-hidroksil bagian ribosa untuk membentuk koenzim A (CoA-SH). CoA-SH bertugas sebagai pembawa gugus acyl aatau disebut acyl carrier protein atau ACP. Selain itu juga berfungsi untuk sintesis asam lemak. Sumber asam pantotenat adalah biji-bijian, yeast, hati dan telur.
Asam
pantotenat ditambahkan pada pakan ikan sebagai kalsium-d-pantotenat lainnya (aktivitas 92%) atau kalsium DL-pantotenat (aktivitas 46%) sebagai campuran multivitamin premiks.
Kebutuhan ikan akan asam pantotenat dapat dilihat pada
Tabel 7.23. Tabel 7.23. Kebutuhan pantotenat pada ikan No
Ikan
Kebutuhan (mg)
1. 2. 3. 4.
Rainbow trout Channel catfish Pacific salmon Common carp Yellowtail Blue tilapia
10 – 20 10 – 15 40 – 50 30 – 50 35.9 10
Defisiensi asam pantotenat berkaitan dengan gejala dermatitis, terhambatnya pertumbuhan, memutihnya rambut, serta "lesion" pada berbagai organ, degenerasi testis, ulcus duodenum, abnormal fetus yang kesemuanya disebabkan oleh oksidasi lemak dan karbohidrat yang tidak berjalan sempurna. Defisiensi asam pantotenat mengganggu metabolisme mitokondria kaya akan sel yang mengalami mitosis secara cepat dan mengeluarkan energi tinggi. Sehingga tanda defisinesi nampak dalam 10 – 14hari di pertumbuhan cepat ikan seperti fingerling yellowtail. Hiperplasia pada insang lamellar dan clubbed gill merupakan ciri kahs dari defisiensi asam pantotenat pada kebanyakan ikan. Defisiensi asam pantotenat menyebabkan anoreksia, convulsion, dan penghentian pertumbuhan serta diikuti dengan kematian yang tinggi pada ikan japanese parrotfish dan red sea bream. Defisiensi ini juga menyebabkan pertumbuhan lambat, anoreksia, letargy, dan anemia pada ikan common carp.
Pertumbuhan lambat, hemoragi, luka pada kulit dan
berenang abnormal dijumpai pada ikan japanese eel yang defisien asam pantotenat. 7.4.2.4. Vitamin B6 (Piridoksin)
Penemu piridoksin adalah Szent-Gyorgy pada tahun 1934. Vitamin B6 terdiri dari tiga derivat piridin alam yang berhubungan erat, yaitu : piridoksin, piridoksal dan piridoksamin. Perbedaan dari ketiga zat tersebut adalaah paada rantai C nomor 4. Rantai basis dari zat-zat tersebut adalah piridin. Ketiganya sama aktif sebagai pra zat koenzim piridoksal fosfat. Piridoksin berperan penting dalam metabolisme protein dimana pyridoxial fosfat merupakan suatu konensium untuk berbagai reaksi kimia yang berkaitan dengan metabolisme protein dan asam amino, seperti transaminasi dan
dekarboksilasi.
Bentuk piridoksal dan piridoksamin biasanyaa terdapat dalam
produk-produk hewani, sedangkan piridoksin terdapat dalam produk-produk tanaman. Piridonsin lebih bersifat stabil pada panas daripada lainnya dan mudah rusak dalam laarutan dan sinar. Piridoksin disintesa oleh mikroorganisme usus. anaalognya mudah diserap usus.
Piridoksin dan analog-
Piridoksin setelah diserap usus segera diubah
menjadi piridoksal dan piridoksamin dalam tubuh dan dalam bentuk koenzim setelah berikatan dengan PO4, yaitu piridoksal fosfat daan piridoksamin fosfat.
Dalam
sitoplasma sel, ketiganya menjadi substrat untuk enzim piridoksal kinase, yang menggunakan ATP untuk melakukan fosforilasi ketiga derivat masing-masing menjadi ester fosfat.
Hanya piridoksal fosfat dan piridoksamin fosfat yang aktif
sebagai koenzim dalam reaksi transaminasi dan dekarboksilasi.
Selain itu juga
terlibat pada reaksi dehidrasi, desulfururasi, raseminasi, Cleavage, kondenssi, aaldolase dan reaksi-reaksi lain (dikenal 50 macam reaksi yang memerlukan B6PO4). Sumber vitamin B6 adalah daging, hati dan tanaman berdaun hijau. Piridoksin ditambahkan pada pakan ikan sebagai piridoksin hidroclorida dalam bentuk kering sebagai bagian dari multivitamin premiks. Kebutuhan ikan akan piridoksin dapat dilihat pada Tabel 7.24. Tabel 7.24. Kebutuhan piridoksin pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ikan
Atlantic salmon Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail
Kebutuhan (mg) 5 10 – 20 1 – 10 3 5–6 11.7
Piridoksal fosfat banyak terlibat dalam reaksi enzimatik asam amino seperti transaminasi, dekarboksilasi dan dehidrasi. Piridoksal fosfat juga berfungsi dalam biosintesis porpirin dan katabilisme glikogen.
Fungsi lain piridoksal fosfat adalah
terlibat dalam sintesis neurotransmiters-5-hydroxytryptamine dan serotonin dari triptopan. triptopan.
Sebagai konsekwens konsekwensinya, inya, tanda tanda defisiensi defisiensi piridoksi piridoksi meliputi meliputi nervous
disorder, ketidakteraturan berenang, hiperiritabilitas dan sawan pada ikan salmon, glithead sea bream, channel catfish, common carp, yellowtail dan japanese eel. Tanda-tanda
defisiensi
yang
lain
adalah
anoreksia
dan
rendahnya
pertumbuhan biasanya menimpa ikan dalam 3 – 6 minggu setelah mendapat pakan defisiensi piridoksin. piridoksin. Defisiensi piridoksin piridoksin juga dilaporkan menyebabkan menyebabkan bermacammacam perubahan histopatologi pada hati dan ginjal ikan rainbow trout serta jaringan pencernaan. Aktivitas enzim enzim aminotransferase tertentu yang mengendung piridoksal fosfat fosfat sebagai sebagai koenzim koenzim sudah digunakan sebagai indeks status piridoksin piridoksin pada ikan. Aktivitas serum atau tissue alanin dan atau aspartat aminotransferase sudah digunakan untuk mengevaluasi status piridoksin pada ikan common carp, rainbow trout, chinook salmon, turbot dan gilthead sea bream. 7.4.2.5. Vitamin B12 (Kobalamin)
Vitami Vitamin n B12 terdir terdirii dari dari cincin cincin korin korin yang yang serupa serupa dengan dengan porfir porfirin in yang yang mempuny mempunyai ai ion kobalt kobalt pada bagian bagian tengah tengahnya nya.. mengandung
kobalt
"cyanocobalamin".
yang
berada
dalam
Kobalam Kobalamin in adalah adalah vitamin vitamin yang yang
bentuk
derivat
"cyanide"
yaitu
Kobalamin mempunyai gugus nukleotida yang disambung
dengan porfirin lewat gugus fosfat dan amino-propanol. amino-propanol. Gugus cyanide dapat diganti dengan gugus hidroksil (B12a) atau hidrokobalamin dan juga gugus nitrit (B12c) atau nitrokobalamin. Sianokobalamin berbentuk kristal kristal padat berwarna merah hitam dan merupakan bentuk yang paling stabil, tetapi larut dalam air, tahan panas, mudah rusak karena sinaar matahari, oksidasi dan proses reduksi. Absorpsi vitamin B12 oleh usus diperantarai tempat-tempat reseptor dalam ileum yang memerlukan kobalamin agar terikat oleh glikoprotein yang sangat spesifik faktor faktor intrins intrinsik, ik, yang disekres disekresii oleh oleh sel parieta parietall mukosa mukosa lambung. lambung.
Pada Pada saat saat
kompleks kobalamin-faktor instrinsik melalui mukosa ileum, faktor instrinsik dilepaskan dan vitamin dipindahkaan ke protein transport plasma yang berbentuk
transkobalamin II. Protein pengikat kobalamin lain seperti transkobalamin I, terdapat dalam plasma dan hati dan yang terakhir merupakan bentuk cadangan kobalamin yang efektif. efektif. Kobalamin Kobalamin disekresika disekresikan n dalam empedu dan ikut serta dalam sirkulasi sirkulasi enterohepati enterohepatik. k.
Setelah Setelah diabsorpsi, diabsorpsi, sianokobalam sianokobalamin in mengalami mengalami modifikasi modifikasi dan
terbentuk terbentuk koenzim. koenzim. Modifikasi Modifikasi ini terjadi terjadi dengan bergesernya bergesernya gugus cyanide cyanide dan diganti dengan 5 deoxyadenosyl dan hasilnyaa disebut disebut adenosyl cobalamine. cobalamine. Sekain itu juga daapat diganti oleh gugus metil dan hasilnya disebut metilkobalamin. Vitamin B12 berfungsi dalam sintesa protein dan dalam metabolisme asam nukleat nukleat serta senyawa-seny senyawa-senyawa awa yang mengandung mengandung satu atom C. Peranan tersebut tersebut dalam bentuk metil-mal metil-malonil onil CoA isomerase. isomerase. Enzim ini berperan berperan dalaam mengubah metil-mal metil-malonil onil CoA menjadi menjadi suksinil suksinil CoA yang berfungsi dalam siklus siklus Krebs. Krebs. Peranan Peranan lainnya adaalah sebagai enzim L-homosist L-homosistein ein metilating. metilating. Enzim ini berisi koenzim koenzim metil kobalamin yaang bersama-sama bersama-sama folacin folacin mengubah mengubah L-homosist L-homosistein ein menjadi menjadi L-metionin. L-metionin. Donasi metil metil ini diberikan diberikan oleh 5-metil 5-metil THF dengan harus adanya vitaamin B12. Vitamin B12 banyak terdapat pada produk-produk hewan dan dalam rumen ruminansia serta jaringan organ. Vitamin B12 ditambahkan ditambahkan pada pakan ikan sebagai sebagai bagian premiks premiks multiv multivitami itamin. n.
Vitamin Vitamin B12 dibutuhkan dibutuhkan relatif relatif sedikit sedikit oleh ikan.
Kebutuhan ikan akan kobalamin dapat dilihat pada Tabel 7.25. Tabel 7.25. Kebutuhan kobalamin pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ikan
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail Nile tilapia
Kebutuhan (mg) 0.015 – 0.02 Belum ditetapkan Belum ditetapkan Tidak ditetapkan 0.053 Tidak ditetapkan
Protein dalam pakan akan meningkatkan kebutuhan vitamin B12. Kebutuhan vitamin B12 juga tergantung pada level kolin, metionin dan asam folat dalam pakan
dan akan berinterelasi berinterelasi dengan asam asam askorbaat dalam metabolisme tubuh. Substitusi isokalori lemak dengan glukosa juga menekan vitamin B12 yang ditambahkan. Ini mengindikasikan bahwa vitamin B12 penting pada metabolisme energi. Vitamin B12 berperan berperan penting dalam dalam pembentukan pembentukan darah merah. Defisiensi Defisiensi kobalamin menyebabkan anemia karena sel-sel darah merah yang tidak dapat masak. Defisiensi vitamin ini juga dapat menyebabkan demyelinasi serta degenerasi yang irresersibel dari korde spinal, inkoordinasi anggota badan (posterior), pertumbuhan lambat, mortalitas meningkat, vitabilitas menurun dan daya tetas telur menurun. Salmon dan trout yang defisiensi kobalamin menunjukkan variabilitas dalam jumlah jumlah eritros eritrosit it yang parah parah dan dalam nilai nilai hemogl hemoglobi obin n mikrositi mikrositiss dan hipokromic hipokromic anemia. anemia.
dengan dengan tendensi tendensi untuk
Defisensi Defisensi kobalami kobalamin n pada channel catfish catfish
ditunjukkan dengan turunnya pertumbuhan tetapi tidak ada tanda defisiensi klinis lainnya. Sintesis Sintesis mikroflora mikroflora intestinal intestinal nampaknya nampaknya untuk mengamankan mengamankan kebutuhan kebutuhan kobalamin pada ikan nile tilapia, tetapi pada ikan channel catfish suplementasi zat makanan makanan kobalamin kobalamin untuk untuk mencegah mencegah anemia. anemia.
Dilaporkan Dilaporkan adanya adanya hubungan hubungan dekat dekat
antara jumlah kobalamin dengan jumlah bacteriodes tite A pada isi saluran pencernaan pada bermacam-macam ikan yang diteliti. Laporan tersebut menjumpai bahwa bakteri ini hadir dalam isi saluran pencernaan ikan yang tidak menerima kobalamin dan absen pada ikan yang menerima kobalamin. 7.4.2.6. Biotin
Penemu biotin biotin adalah Wildiers Wildiers (1901). Biotin Biotin adalah derivat imidazol imidazol yang banyak banyak terdapa terdapatt dalam dalam bahan makanan makanan alam.
Bioti Biotin n identi identik k dengan dengan apa yang yang
diperkenalk diperkenalkan an sebagai protective protective factor X atau vitamin H. Vitamin Vitamin H ini diisolasi diisolasi dari hati. Vitamin H ini ini juga disebut anti egg white white injory factor. factor. Biotin juga identik identik dengan koenzim koenzim R, yang merupakan faktor pertumbuhan dan untuk respirasi pada beberapa bkteri.
Biotin berperan dalam sintesa oksaloasetat, dalam
pembentukan urea, asam-asam lemak dan purin.
Dalam kenyataannya biotin
berper berperan an sebaga sebagaii gug gugus us proste prosteti tik k koenzim koenzim yang yang bergab bergabung ung dengan dengan CO2 dengan senyawa senyawa organik. Vitamin Vitamin ini berwarna putih, putih, stabil terhadap terhadap panas, mengandung mengandung sulfur dan asam valerat, larut dalam air dan 95% etanol, mudah rusak oleh asam dan basa kuat dan mengalami dekomposisi pada temperatur 230 - 232oC. Biotin diabsorpsi di ileum. Bakteri usus mensintesa biotin, dan kuning telur merupak merupakan an sumber sumber biotin biotin yang yang bagus. bagus.
Putih Putih telur mentah mentah mengand mengandung ung faktor faktor
antibi antibioti otin n (suat (suatu u protei protein n yang yang disebut disebut avidin avidin)) yang yang menyeb menyebabk abkan an tidak tidak aktifn aktifnya ya vitamin vitamin itu karena mengikat biotin biotin dengan kuat. Sehingga Sehingga mencegah absorpsi absorpsi dari usus daan menyebabkan defisiensi biotin. Dalam metabolisme, biotin berperan sebagai fiksasi CO2 yang selanjutnya ditransfer ditransfer substr substrat at yang lain. lain. Karboksibio Karboksibiotin tin adalah adalah biotin yang yang berikatan berikatan dengan CO2 di mana gugus karboksil bertaut pada gugus N biotin. karbok karboksib sibiot iotin in memerluk memerlukan an ATP. ATP.
Pembentukan
Reaksi Reaksi penerima penerimaan an CO2 dan pember pemberian ian CO2
bersifat bolak-balik atau reversibel. Sumber biotin adalah hati, yeast, kacang tanah, telur, tanaman berdaun hijau, jagung, jagung, gandum, biji-bi biji-bijian jian laainnya laainnya dan dan ikan.
Biotin Biotin biasanya biasanya ditambahkan ditambahkan pada pada
pakan ikan sebagai D-biotin D-biotin dalam campuran premiks premiks multivitamin. Kebutuhan ikan akan biotin dapat dilihat pada Tabel 7.26. Tabel 7.26. Kebutuhan biotin pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 7.
Ikan
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail Lake trout
Kebutuhan (mg) 1 – 1.5 0.05 – 0.25 Belum ditetapkan 1 0.67 0.5 – 1
7.4.2.7. Niacin (asam nikotinat)
Penemu niacin niacin adalah Huber pada pada tahun 1867. Niasin Niasin adalah suatu derivat derivat piridin piridin yang merupakan merupakan komponen komponen tidak toksik toksik dari nikotin. nikotin.
Niasin Niasin merupakan merupakan
bagian dari NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), juga dikenal dengan nama koenzim koenzim I. Niacin Niacin juga merupakan bagian bagian dari molekul molekul NADP, yang juga dikenal dikenal dengan nama koenzim II. Koenzim berperan dalam respirasi seluler, bersama-sama dengan flavoprotein. flavoprotein.
Niacin juga berperan dalam metabolisme metabolisme serta absorpsi
karbohidrat karbohidrat.. Triptofan Triptofan digunakan digunakan untuk sintesa niacin niacin baik oleh mamalia maupun mikroorgani mikroorganisme. sme.
Niacin Niacin bersifat larut larut dalam aair, aair, stabil pada proses proses pemanasan pemanasan
maupun oksidasi dan dalam suasana asam maupun basa. Asam nikotinat diabsorpsi dalam usus sebagai nikotinat tetapi tidak diekskresi dalam bentuk bentuk tidak berubah dalam urin. urin. Bagian Bagian terbesar niasin niasin diekskresi diekskresi sebagai derivat derivat N-metil yaitu N-metilnik N-metilnikotinam otinamida. ida. Niacin Niacin dalam tubuh merupakan merupakan bagian dari koenzim yang berfungsi dalam oksidasi jaringan aatau tranportasi hidrogen. Koenzi Koenzim m terseb tersebut ut adalah adalah NAD (Nicot (Nicotina inamid midee Adenin Adeninee Dinicl Dinicleot eotide ide)) dan NADP NADP (Nicotinamide Adenine Dinicleotide Dinicleotide Phosphat). NAD adalah koenzim yang pertama kali ditemukan pada taahun 1935 oleh karena itu disebut koenzim I atau cozymase. Istila Istilah h lain lain aadaal aadaalah ah DPN atau atau diphos diphospho pho pyridi pyridine ne nucleot nucleotide ide yang yang terdir terdirii atas atas nikotinamid (piridin), dua gugus ribosa dan dua gugus fosfatdan aadenin (purin). Nama lain dari NADP aadalah TPN (Triphospho Pyrimidine Nuckeotide) dan disebut pula koenzim koenzim II. Bagian Bagian yang aktif bereaksi bereaksi adalah nikotinamid nikotinamid,, sdangkan bagian yang laain berikatan berikatan dengan apoenzim. Koenzim ini berperan dalam proses oksidasi reduksi. Dalam reaksi ini terjadi transfer proton (hidrogen) dan penerimaan penerimaan elektron posisi C4 pada nikotinamid. Jadai dalam proses reduksi. Sumber niacin yang potensial adalah hati, jantung, ginjal, dari hewan mamalia dan produk tumbuhan berupa dedak padi ataupun gandum, biji bunga matahari dan kacang tanah, suplemen protein, moise, mollases, dan meal. Dengan kata lain sumber utama niasin adalah makanan yang mengandung triptofan. Niasin ditambahkan pada pakan ikan sebagai asam nikotinat atau niasinamida, keduanya mempunyai kemiripan dalam aktivitas biaologi dan umumnya dmenjadi campuran premiks multivitamin. Kebutuhan ikan atas niacin dapat dilihat pada Tabel 7.27. Tabel 7.27. Kebutuhan niacin pada ikan
No 1. 2. 3. 4.
Ikan
Kebutuhan (mg) 150 – 200 1–5 14 128 12
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail
Dua fenomena yang menyebabkan variasi luas dalam memenuhi kebutuhan niasin yang dalam kondisi ketidakpastian. Pertama adalaah asam nikotinat disintesis dalam tubuh hewan dari triptofan, jaadi kebutuhan niacin tergantung padaa kandungan triptofan dalam raansum. Kedua adalah banyak asam nikotinat dalam banyak makanan terdapat dalam bentuk tidak tersedia (not available). niacin juga tergantung pada adanya anti
Kebutuhan
asam nikotinat (seperti pada jagung).
Fenomena lain pada kebutuhan niacin
adalah bervariasinya pakan yang
menyebabkan bervariasinya sintesis asam nikotinat oleh mikroflora gaastrointestinal. Defisiensi niacin pada pakan utama berupa jagung terjadi karena kandungan asam amino triptofan yang rendah, asam nikotinat dalam bentuk tidak tersedia (misal dalam bentuk niacytin) dan kandungan asam amino yang kurang seimbang, diman lebih banyak kandungan asam amino lain dibandingkan dengan kandungan triptofan ataau kandungan asam amino leusin berlebihan. Defisinesi niasin menyebabkan anoreksia, pertumbuhan lambat, konversi pakan yang jelek, fotosensitivitas, luka intestinal, abdominal edema, kelemahan muskular, kejang dan peningkatan kematian pada ikan trout dan salmon. Pada ikan channel catfish dan common carp menunjukkan adanya luka pada sirip dan kulit, mortalitas tinggi, hemoragi kulit, anemia dan cacat rahang ketika diberika pakan defisien niasin sampai 2 – 6 minggu. Defisiensi niasi juga menyebabkan japanese ell menderita hemoragi kulit, dermatitis, anemia, berenang abnormal, dan ataksia.
7.4.2.8. Asam folat (asam "pteroylglutamic")
Penemu asam folat adalah Parke-Davis pada taahun 1943. Asam folat terdiri dari pteridin heterosiklik, asam paraaminobenzoat (PABA) dan asam glutamat. Kristal asam folat berwarna kuning, sedikit larut daalaam air dan tidak stabil padaa laarutan lemak. Vitamin ini daya kerjanya dihambat (antagonis) dengan 4-aminopteroylglutamic acid atau disebut aminopteri 4-NH2FH4 dan metohtrexate.
Asam
folat termasuk dalam golongan zat yang disebut pterin. Asam folat terdiri atas tiga gugus yaitu pterin, p-aamino benzoic acid (PABA) dan asam glutamat. Asam folat nampaknya disintesa oleh mikroorganisme dalam usus. Asam folat berperan dalam metabolisme nukleoprotein melalui sintesa purin dan timin. Pada pertumbuhan, asam folat terdapat sebagai poliglutamat berkonjugasi dengan ikatan gamma (yang tidak biasa) rantai polipeptida 7 asam glutamat.
Dalam hati,
folat yang terutama adalah konjugat pentaglutamil. Rantai peptida glutamil dengan hubungan gamma yang tidak biasa ini bersifat resisten terhadap hidrolisis oleh enzim proteolitik biasa yang terdapaat dalam usus, yang spesifik folil poliglutamathidrolase. Sumber asam folat sudah tersedia dan terdistribusi di alam, pada hewan, tumbuhan dan mikroorgaanisme. Sumber-sumber asam folat yang potensial adalah daging, sayuran, terutama daun-daun hijau. Asam folat ditambahkan pada pakan ikan sebagai campuran premiks multivitamin. Kebutuhan ikan atas biacin dapat dilihat pada Tabel 7.28 Tabel 7.28. Kebutuhan asam folat pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ikan
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail Nile tilapia
Kebutuhan (mg) 40 – 50 10 – 20 10 30 – 50 35.9 10
Defisiensi
asam
folat
menunjukkan
adanya
anoreksia,
penurunan
pertumbuhan, konversi pakan jelek, insang memucat, anosocitosis dan poikilositosis, makrositik normocromic, serta megaloblastik anemia pada ikan trout dan salmon. Eritrosit besar dengan bagian abnormal dan nukleus mengerut dan banyak megaloblastik proeritrosit hadir dalam jaringan eritrosit anterior ginjal.
Produksi
eritrosit menurun dengan semakin berlalunya waktu pada ikan yang defisien asam folat.
Defisiensi asam folat menyebabkan pertumbuahnlambat dan pewarnaan kulit
gelap pada japanese eel, penyumbatan sirip dan lapisan bronchial, pewarnaan kulit gelap serta anemia pada ikan fingerling, penurunan pertumbuhan, anemia dan peningkatan sensitivitas infeksi bakteri pada ikan channel catfish. 7.4.2.9. Vitamin C (Asam askorbat)
Vitamin C mempunyai dua bentuk, yaitu bentuk oksidasi (bentuk dehydro) dan bentuk reduksi. Kedua bentuk ini mempunyai aktivitas biologi. Dalam makanan bentuk reduksi yang terbanyak. Bentuk dehydro dapat terus teroksidasi menjadi diketogulonic acid yang inaktif. Keaadaan vitamin C inaktif ini sering terjadi pad proses pemanasan. Dalam suasana asam vitamin ini lebih stabil daripada dalaam basa yang menjadi inaktif.
Formula vitamin C mirip dengan glukosa.
Ikan dapat
mensintesis dari glukosa. Prekursor vitamin C dari glukosa adalah manosa, glukosa, fruktosa, sukrosa dan gliserol. Vitamin C merupakan bentuk enolic dari 3 keto-1gulanofuranic lactone. Pada invitro mengalami oksidasi dengan katalisator beberapaa kation kecuali Mg, ascorbic oksidase, methylene blue, ferron, selenium diaxide, terramycine, streptomycin, iodine dan lain-lainnya. Proses oksidasi ini dihambat oleh chelating compound seperti EDTA.
Di samping bentuk dehydro, vitamin C
mempunyai 6 analog yaitu antara lain : 6 deoxy-L ascorbic, D-arabo ascorbic acid, 3 deoxy-L gulosaccaro ascorbic. Vitamin C bukanlah merupakan bagian dari salah satu koenzim yang dikenal. Sebaliknya asam askorbat berperan dalam sintesa kolagen, yang merupakan protein
struktural dari jaringan ikat.
Struktur asam askorbat mirip dengan struktur
monosakarida tetapi mengandung gugus enediol dari mana pembuangan hidrogen terjadi untuk menghasilkan dehidroaskorbat.
Dehidroaskorbat dihasilkan secara
spontan dari vitamin C oleh oksidasi udara, tetapi kedua bentuk secara fisiologis aktif dan ditemukan dalam cairan tubuh. Vitamin C mudah diabsorpsi dalam usus, karena itu defisiensi nutrisi ini diakibatkan oleh intake makanan yang tidak cukup. Cadangan normal vitamin C dalam tubuh tidak dapat cepat habis. Absorpsi besi oleh usus secara nyata dipertinggi bila terdapat bersama askorbat, dan mobilisasi besi dari jaringan penyimpan juga ditingkatkan oleh vitamin C. Vitamin ini berperan dalam beberapa reaksi reduksi oksidasi.
Hidroksilasi prolin dalam kolagen memerlukan asam askorbat.
Asam
askorbat dapat diubah dalam tubuh menjadi oksalat yang dikeluarkan lewat urin. Tetapi hasil utama ekskresi asam askorbat adalah asam-asam askorbat sendiri dan dehidroaskorbat. Asam askorbat mengasamkan urin. Kebutuhan vitamin A pada ikan bervariasi. Kebutuhan ikan atas vitamin C dapat dilihat pada Tabel 7.29 Tabel 7.29. Kebutuhan vitamin C pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Ikan Pasific dan atlantic salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail Nile tilapia
Kebutuhan (mg) 50 250 –500 45 – 60 Belum ditetapkan 122 50
Vitamin C berperan sebagai transport elektron (sistem redoks), enzim-enzim yang berperan dalaam elektron transport aadaalaah ascorbic acid oksidase, cytochrome oxidase, flavin transhydrogenase. Ada yang menyebutkan bahwa pada jaringan hewan tidak terjadi proses oksidasi dengan vitamin C sebagai kaatalis respiratori, karena pada hewan tidak ada enzim dehydro ascorbate reductase dan ascorbate oxidase.
Vitamin C juga berperan dalam metabolisme tirosin yaitu
berperan daalam enzim
β -hydroxy phenyl pyruvic acid oxidase sebagai katalisator
perubahan p-OH phenylpyruvic menjadi homogentisic acid.
Fungsi vitamin C
lainnya adaalah dalam formasi kolagen, yaitu dalam pembentuk OH prolin dan OH lisin yang menyusun kolagen, mengaktifkan enzim arginase dan papain, menghambat urease dan amilase, membantu dalam pembentukan jaringan ferritin, bersama-sama asam folat berperan dalam proses pematangan RBC, meningkatkan peranan vitamin B kompleks sehingga mempengaruhi jumlah mikroflora daalam usus halus, bersamasama dengan ATP daan MgCl2 merupakan ko faktor dalam menghambat adipose tissue lipase dan memacu deaminasi hidrolitis dari peptida ataau protein dan menyembuhkan ataau mencegah terjadinya common cold atau influenza. Sumber-sumber vitamin C yang potensial adalah daging, sayuran, terutama daun-daun hijau. Beberapa tanaman serta hewan termasuk ikan dapat mensintesa vitamin C. Semua spesies ikan dapat mensintesis vitamin C (AsAc) di dalam ginjal. Defisiensi vitamin C menyebabkan ketidakteraturan struktural (skilosis, lordosis dan dukungan abnormal tulang rawan mata, insang dan sirip) dan hemoragi internal biasanya gemuk oleh tanda non spesifik seperti anoreksia dan lethargy pada ikan salmon dan trout.
Opasiti kornea dan granulomatosis ginjal dihubungkan
dengan hipertirosinemia pada defisiensi vitamin C pada ikan turbot.
Vitamin Larut Lemak
Vitamin-vitamin yang larut dalam lemak, yaitu A, D, E dan K, tampaknya dibutuhkan oleh semua jenis ikan. Seperti dinyatakan dari namanya, vitamin yang larut dalam lemak adalah molekul-molekul apolar hidrofobik, yang kesemuanya merupakan derivat isopren.
Sifat-sifat umum vitamin yang larut dalam lemak
adalah : hanya terdapat di sebagain jaringan, terdiri dari unsur C, H dan O, mempunyai bentuk prekursor (provitamin), ikut menyusun struktur jaringan tubuh, diserap bersama lemak, disimpan bersama lemak dalam tubuh, diekskresi melalui feses dan kalau bercampur dengan vitamin B menjadi kurang stabil serta dipengaruhi
oleh cahaya dan oksidasi. Kecuali vitamin E yang mempunyai sifat broad spectrum, lipid oxidant, maka vitamin-vitamin A, D dan K mempunyai sifat aktifitas individual. Kelompok vitamin ini mudah ditimbun kecuali vitamin E. Semuanya diperlakukan oleh sistem gastrointestinal dengan cara yang sama seperti lemak makanan. Umumnya, vitamin yang larut dalam lemak memerlukan absorpsi lemak normal untuk ikut diserap. Sekali diserap, vitamin yang larut dalam lemak ditarnsport ke hati dalam chylomicron dan disimpan dalaam hati (vitamin A, D dan K) ataupun dalam jaringan adiposa (vitamin E) dalam berbagai jangka waktu. Vitamin-vitamin ini diangkut dalam darah oleh lipoprotein atau protein pengikat spesifik, karena tidak langsung larut dalam air plasma, seperti halnya vitamin yaang larut dalam air.
Karena itu vitamin yang larut dalam lemak tidak diekskresikan
dalam urin tetapi lebih mungkin ditemukan dalam empedu dan dengan demikian diekskresikan dalam feses. Karena mudah disimpan terutama A dan D maka dua vitaamin ini relatif mudah mengalami toksisitas. 7.4.3.1. Vitamin A (antixeroptalmia)
Penemu vitamin A adalah Strepp pada taahun 1909. Vitamin A adalah nama generik yang menunjukkan semua senyawa selain karotenoid yang memperlihatkan aktivitas biologik retinol. Vitamin A adalah suatu alkohol biokimia, suatu retinol, dan terdapat sebagai vitamin A1, di dalam hewan vertebrata tingkat tinggi dan ikan dari air asin (laut), sedangkan vitamin A2 terutama terdapat pada ikan-ikan air tawar. Pada produk hewan, vitamin A makanan terdapat sebagai asam lemak berantai panjang atau ester retinol. Beberapa pigmen tanaman (karoten alfa, beta dan gama serta kriptoxantin) merupakan prekursor bagi vitamin A. Prekursor tersebut berwarna kuning, tetapi vitamin A karotenoid tidak berwarna, sehingga tidak ada korelasi yang dapat dibuat antara warna kuning pada air susu maupun kream dengan kandungan vitamin A yang sesungguhnya di dalam usus dan hati, dan vitamin A yang dihasilkan itu disimpan baik di dalam hati maupun dalam retina. Tabel 7.30. berikut merupakan sumber-sumber alam dari retinol dan provitamin A.
Setiap ikan perlu vitamin A. Sumber dari nabati tidak mempunyai vitamin A tetapi mempunyai provitamin A (karoten). Karoten dapat menjadi aktif dalam tubuh menjadi vitamin A. Vitamin ini dikenal sebagai rethinol. Vitamin A terdapat dalam bentuk vitamin A asetat (retinil asetat), vitamin A alkohol (retinol), vitamin A aldehid (retinal) dan vitamin A asam (asam retionil).
Retinol yang diserap mengalami
reesterifikasi dengan asam lemak jenuh berantai panjang, diinkoporasi ke dalam chylomicron pembuluh limfa dan kemudian memasuki aliran darah.
Tabel 7.30. Sumber alam retinol dan provitamin A No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Sumber Minyak hati ikan paus Minyak hati ikan tuna Minyak hati ikan hiu Minyak tubuh ikan sarden Mentega susu Keju Telur Susu Tepung daun alfalfa Tepung daun dan batang alfalfa Tepung daun dan batang alfalfa kering udara Hijauan kering Wortel Jagung kuning
Kadar (IU/g) 400.000,00 150.000,00 150.000,00 750,00 35,00 14,00 10,00 1,50 530 330 150 150 120 8
Struktur kimia vitamin adalah C20H29OH. Sifat vitamin A adalah tidak tahan oksidasi, tidak tahan radiasi apalagi dalam suhu tinggi, dalam bentuk kristal berwarna kuning pucat. Apabila vitamin A masuk ke dalam tubuh maka akan masuk jalur metabolisme dan akan berperan dalam retina mata. Dalam retina tersebut terdapat rhodopsin yang terdiri atas vitamin A dan opsin (protein). Ada empat macam opsin dalam retinal (ada dua tipe sel), yaitu satu buah rod-rodopsin yang sensitif terhadap sinar dengan intesitas rendah maksimum 498 nm (paling penting untuk hewan malam)-scitopic vision dan tiga buah terdapat pada cones yang sensitif terhadap tiga warna yaitu biru, hijau dan merah (trichromatic) yang merupakan warnaa cerah-
photopic vision. Sel cone ikan lebih dominan. Bila retina terkena sinar, rhodopsin terurai menjadi trans retinal opsin. Oleh enzim isomerase, trans terinal dapat diubah menjadi cis retinal.
Dalam keadaaan gelap, cis retinal dan opsin dibentuk lagi
menjadi rhodopsin. Vitamin A dalam usus akan mengalami hidrolisis retynil ester menjadi retinol yang kemudian diserap dan terus menjalani reesterifikasi dalam sel usus. Setelah itu bentuk ester vitamin A ini diserap melalui saluran limfa ataau aada yang langsunfg diserap dan terus masuk dalam peredaran darah sebagai ester palmitat. Dalam darah, vitamin A ditransportasi dalaam bentuk RBP (Retinal Binding Protein) yang mempunyai berat molekul kurang lebih 20.000 dan mempunyai motilitas α 1 dalam elektroporesis. RBP ini beredar dalaam darah sebagai prealbumin yang mirip dengan thyroxine binding prealbumin. Vitamin A bersifat esensial dalam pembentukan pigmen retinal yang dibutuhkan bagi penglihatan.
Di samping itu vitamin A juga penting untuk
pertumbuhan normal, terutama jaringan epitel dan tulang. Fungsi lain dari vitamin A adalah memelihara organ pernafasan, pencernaan, urogenitalia, ginjal dan mata, mencegah ataxia hebat pada ikan muda, pertumbuhan, memelihara membran mucus yang normal, reproduksi, pertumbuhan matriks tulang yang baik dan tekanan cerebrospiral yang normal. Kebutuhan vitamin A pada ikan bervariasi. Vitamin A ditambahkan pada pakan ikan sebagai asetat, palmitat atau propionat ester dalam bentuk campuran premiks multivitamin. Kebutuhan ikan atas vitamin A dapat dilihat pada Tabel 7.31. Tabel 7.31. Kebutuhan vitamin A pada ikan No 1. 2. 3. 4. 5.
Ikan Pasific dan atlantic salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail
Kebutuhan (IU) Belum ditetapkan 2.500 1.000 – 2.000 4.000 – 20.000 5.68
Kebutuhan vitamin A yang bervariasi tergantung pada kemungkinan perbedaan genetik untuk memenuhi kebutuhan vitamin A,
kemungkinan
bervariasinya dalam kapasitas pengambilan vitamin A, kemungkinan bervariasinya suplemen vitamin A, hilangnya vitaamin A akibat oksidasi dan efek peroksidasi, hilangnya vitamin A dalam saluran pencernaan oleh pro oksidan, coccidia, capilaria daan bakteri, bervariasinya tingkat absorpsi vitamin A, kemungkinan rusaknya vitamin A pada dinding usus oleh parasit usus, level protein atau lemak yang tidak mencukupi untuk formasi optimum dari β -lipoprotein dan/atau RBP untuk transport vitamin A dan peningkatan kebutuhan vitamin A karena penyakit atau stress lainnya. Ikan air dingin dapat menggunakan
β -caroten sebagai prekursor vitamin A.
Ikan channel catfish dapat menggunakan β -caroten sebagai sumber vitamin A hanya jika konsentrasi zat makanan melebihi 2.000 IU/kg. Defisiensi vitamin A menyebabkan penyakit buta malam (night blindness nyctalopia), degenerasi epitel, kornifikasi yang berlebihan atas epitel squamous berstrata, serta meningkatnya kepekaan terhadap infeksi karena fungsi yang abnormal dari adrenal korteks, kurus, lemah, penurunan produksi, penurunan daya tetas, peningkatan kematian embrio, xeropthalmia. Defisensi vitamin A menyebabkan anemia, twisted gill opercula dan hemoragi pada mata dan sirip pada ikan rainbow trout. Pada ikan brook trout menyebabkan pertumbuhan rendah, mortalitas tinggi, dan luka mata seperti mata edematous, lensa tidak pada tempatnya, dan degenerasi retina. 7.4.3.2. Vitamin D (anti rakhitis)
Penemu vitamin D adalah Sir Edward Melanby pada tahun 1919. Vitamin D merupakan prohormon jenis sterol yang sah. Vitamin D adalah istilah umum untuk derivat-derivat sterol yang larut dalam lemak dan aktif dalam mencegah rakhitis. Sifat umum dari vitamin D adalah larut dalam lemak dan lebih tahan terhadap oksidasi daripada vitamin A. Vitamin D terdiri dari vitamin D2 dan D3. Vitamin D2
(ergocalciferol) merupakan produk tanaman yang terbentuk melalui radiasi ultra violet terhadap ergosterol. Ergosterol berubah bentuk menjadi lumisterol setelah terjadi isomerasi pada karbon nomor 10. Lumisterol berubah menjadi tachysferol setelah cincin
β membuka. Tachisferol mengalami perpindahan ikatan rangkap dari
C5 = C10 menjadi C10 = C18 dan menjadi ergokalsiferol. Senyawa kimia vitamin D2 adalah C28H43OH. Vitamin D3 (kolekalsiferol) merupakan produk hewan dan di sintesa pada kulit melalui radiasi 7dehidrokolesterol oleh sinar ultraviolet.
Karena penyinaran itu terjadi dari sinar
matahari terhadap kulit yang terbuka, oleh sebab itu vitamin D3 di sebut vitamin sinar matahari. Vitamin D3 mempunyai senyawa kimia C27H45OH. Vitamin D3 dapat juga diperoleh melalui makanan terutama dalam bentuk minyak hati ikan. Vitamin D3 mempunyai tiga peran pokok, yaitu : meningkatkan absorpsi kalsium di usus halus, memungkinkan resorpsi kalsium dari tulang, dan meningkatkan ekskresi fosfat dari ginjal. Bersama-sama dengan hormon paratiroid, hasil dari aktivitas vitamin D adalah berupa peningkatan kadar kalsium dalam darah. Vitamin D2 dan D3 makanan bercampur dengan misel usus dan diserap melalui usus halus proksimal. diangkut dalam darah ke hati.
Berikatan dengan globulin spesifik, vitamin ini Sebelum vitamin D3 efektif, haruslah terlebih dahulu
diaktifkan. Sebagiannya diaktifkan di dalam hati, melalui konversinya menjadi 25hidroksikalsiferol (dengan hidroksilasi).
Ini lalu diangkut ke ginjal, untuk
hidroksilasi berikutnya menjadi 1, 25-hidroksikalsiferol.
Dalam bentuk inilah
vitamin ini sepenuhnya aktif. Di dalam darah, bentuk yang aktif tersebut bekerja pada sel dari mukosa usus hingga terjadi sintesa suatu mRNA yang spesifik, mRNA itu lalu menyebabkan diproduksinya protein pembawa kalsium dari usus.
Oleh
karena itu vitamin D memudahkan absorpsi kalsium dan kemudian tentunya memperlancar kalsifikasi tulang.
Kebutuhan vitamin D pada ikan bervariasi. Vitamin D ditambahkan pada pakan ikan bersama vitamin A pada premiks multivitamin. Kebutuhan ikan atas vitamin D dapat dilihat pada Tabel 7.32. Tabel 7.32. Kebutuhan vitamin D pada ikan No 1. 2. 3. 4.
Ikan
Kebutuhan (IU) Tidak ditetapkan 1.600 – 2.400 500 – 1.000 Tidak ditetapkan
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Yellowtail
Kebutuhan vitamin D pada ikan tergantung pada sumber fosfor daalam pakan, banyaknya daalam imbangan kaalsium dengan fosfor, dan besarnya kesempatan hewan untuk terkena sinar matahari langsung.
Kebutuahn vitamin D pada ikan
meningkat apabila pakan mempunyai kandungan fosfor availabel (tersedia) yang rendah, seperti pada fosfor pitat atau bentuk fosfor lain yang rendah ketersediaannya. Defisiensi vitamin D menyebabkan timbulnya rickets pada tulang karena kekurangan kalsium. Keadaan ini dapat menimbulkan pembengkakan sendi. Seperti halnya vitamin A, vitamin D diekskresikan dari tubuh secara amat perlahan, melalui empedu, oleh karena itu apabila terlalu banyak dimakan dapat menimbulkan keracunan. Kadar vitamin D yang tinggi di dalam darah mempengaruhi metabolisme kalsium, hingga dapat terjadi problem neurologik, serta terjadinya deposisi kalsium pada jaringan-jaringan lunak. Hal ini dapat terjadi apabila keadaan berlangsung lama. Apabila defisiensi kronis akan terjadi distorsi kerangka. Defisiensi vitamin D menyebabkan pertumbuhan rendah,
menaikkan
kandungan lemak hati, mengganggu homeostasis kalsium yang dimanifestasikan oleh tetanus pada otot skeletal putih dan perubahan ultrastruktural pada serat otot putih epaxial musculature pada ikan rainbow trout. Pada ikan channel catfish yang diberi pakan defisien vitamin D selama 16 minggu menyebabkan rendahnya pertumbuhan, tingkat kalsium dan fosfor tubuh rendah dan rendahnya mineral tubuh total.
7.4.3.3. Vitamin E (tokoferol)
Penemu vitamin E adalah Evans dari USA padaa tahun 1936. Vitamin E (tokoferol) adalah minyak yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan, khususnya benih gandum, beras dan biji kapas. Susunan kimia vitamin E terdiri dari nukleus chroman dan rantai samping isoprenoid. Sifat umum vitamin E adalah tahan panas, mudah dioksidasikan dan rusak apabila terdapat dalam lemak tengik. Terdapat tiga jenis vitamin E, yaitu tokoferol. Perbedaanya terletak pada gugus R 1, R 2 dan R 3.
α-
tokoferol adaalah bentuk vitamin E yang paling aktif ataau paling efektif, sedang efektivitasnya sebagai antioksidan berturut-turut dari
γ , β dan α . Derivat yang
lain adalah delta, zeta, epsilon dan eta. Absorpsi vitamin E dari usus dilakukan dengan adanyaa asam empedu. Vitamin E tidak begitu dapat dipergunakan bila diberikan secara parental. Tubuh mempunyai kemampuan luas untuk menimbun vitamin E, terutama daalam hati. Keadaan ini dapaat dimanfaatkan apabila induk kaaya aakan vitaamin E maaka anak yang dilahirkaan telah mempunyai cadangan vitamin E. Vitamin E berperan sebagai kofaktor untuk sitokrom reduktase pada otot rangka dan otot jantung.
Vitamin E juga berfungsi sebagai anti oksidan, yaitu
mencegah oto oksidasi pada asam-asam lemak tak jenuh serta menghambat timbulnya peroksidasi dari lipida pada membran sel. Selain itu juga berfungsi dalam reaksi fosforilasi, metabolisme asam nukleat, sintesis asam askorbat dan sintesis ubiquinon, reproduksi, mencegah encephalomalasia dan distorsi otot. Vitamin E terdapat di alam yaitu pada lemak dan minyak hewan atau tanaman terutama bagian kecambah gandum, telur, dan colustrum susu sapi.
Kebutuhan
vitamin E pada ikan bervariasi. Vitamin E ditambahkan pada pakan ikan dalam bentuk tepung kering pada DL-α -tocopheryl acetate. Kebutuhan ikan atas vitamin E dapat dilihat pada Tabel 7.33. Tabel 7.33. Kebutuhan vitamin E pada ikan No
Ikan
Kebutuhan (IU)
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Common carp Yellowtail Nile tilapia
30 30 25 mg 100 mg 119 mg 50 – 100 mg
Selenium mengurangi kebutuhan vitamin E dengan tiga cara, yaitu :
(1)
selenium diperlukan untuk fungsi normal pankreas dan dengan demikian pencernaan dan penyerapan lemak, termasuk vitamin E, (2) Sebagai komponen glutation peroksidase, selenium membantu menghancurkan peroksida dan oleh karena itu mengurangi peroksidasi asam-asam lemak tidak jenuh membran lemak. Peroksidasi yang berkurang ini banyak menurunkan kebutuhan akan vitamin E untuk pemeliharaan integritas (keutuhan) membran) dan (3) dalam satu cara yang tidak diketahui, selenium membantu retensi vitamin E dalam lipoprotein plasma darah. Sebaliknya, vitamin E nampak mengurangi kebutuhan akan selenium, dengan mencegah hilangnya selenium dari tubuh atau mempertahankannya daalam bentuk aktif.
Dengan mencegah otooksidasi lemak membran dari dalam, vitamin E
mengurangi jumlah glutation peroksidase yang dibutuhkan untuk merusak peroksida yang dibentuk dalam sel. Tanda defisiensi vitamin E serupa pada bermacam-macam ikan yaitu distropi muscular meliputiatropi dan nekrosis serat otot putih, edema jantung, otot dan jaringan lain, anemia dan gangguan eritropoiesis, depigmentasi dan lunturnya pigmen dalam hati. Eritrosit fragility sudah digunakan sebagai indikator status vitamin E pada beberapa hewan. Perokside hemolisis pada sel darah merah sudah digunakan untuk menentukan defisiensi vitamin E pada rainbow trout, walaupun prosedur ini tidak cukup sensitif untuk membantu dalam menentukan kebutuhan vitamin E pada rainbow trout dan channel catfish.
Pemberian konsentrasi vitamin E tinggi
menyebabkan kurangnya konsentrasi eritrosit pada darah trout.
7.4.3.4. Vitamin K
Penemu vitamin K adaalah Henry Dam dari Denmark pada tahun 1929. Vitamin K disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme. Dalam tanaman, sintesis tersebut terjadi paada daun hijau dan proses tersebut terjadi dengan pertolongan sinar matahari.
Vitamin K adalah substitusi poliisoprenoid naftokuinon.
Vitamin K
adalah vitamin untuk pembekuan darah. Vitamin K penting untuk pembentukan protrombin (faktor II), serta tissue thromboplastin (faktor VII), plasma thromboplastin (faktor IX) dan stuart factor (faktor XX) yang bersifat esensial untuk pembekuan darah. Vitamin K penting untuk sintesa empat macam protein darah yang ada hubungannya dengan pembekuan darah yaitu : prothrombin, plasma thromboplastin, prokovertin dan faktor Stuart. Pada proses pembekuan darah fungsi vitamin K adalah menstimulir proteombin menjadi thrombin. Langkah berikutnya adalah thrombin menstimulir fibrinogen dalam plasma darah menjadi fibrin. Fibrin inilah yang berperan dalam pembekuan darah. Vitamin K terdiri dari vitamin K 1 (filloquinon) yang berasal dari nabati., vitamin K 2 (menaquinon) yang berasal dari hewani. Vitamin K 3 (menadion) adalah bentuk aktif vitamin K dalam tubuh. Vitamin K dalam bentuk "farnoquinon" dibuat oleh mikroorganisme di dalam saluran cerna. Sifat dari vitamin K adalah sedikit larut dalam air, tahan panas, tahan oksidasi dan tidak tahan radiasi matahari. Bentukbentuk vitamin K dan sumber alamnya dapat dilihat pada Tabel 7.34. Tabel 7.34. Bentuk dan sumber vitamin K No. 1. 2. 3.
Bentuk Filoquinon (Vitamin K 1) Menaquinon-4 (Vitamin K 2) Menaquinon-6 (Vitamin K 2)
4.
Menaquinon-7 (Vitamin K 2)
Sumber
Hijauan Jaringan hewan Tepung ikan yang sedang membusuk (jumlah sedikit dari bakteri) Tepung ikan yang sedang membusuk terutama berasal dari bakteri baccillus brevis, mycobacterium tuberculosis, baccilus subtilis dan lactobacillus casei.
5.
Menaquinon-8 (Vitamin K 2)
6.
Menaquinon-9 (Vitamin K 2)
Bakteri saecina lutea, escherachia coli, proteus vulgaris dan chromatium vinosum. Bakteri pseudomas pyocyanea dan corynebacterium tuberculosis.
Kebutuhan vitamin K pada ikan bervariasi. Vitamin K ditambahkan pada pakan ikan sebagai garam menadion yaitu menadione sodium bisulfite (50% K 3), menadione sodium bisulfite complex (33% K 3), atau menadione ditethylpyrimidinol bisulfite (45.5% K 3). Kebutuhan ikan atas vitamin K dapat dilihat pada Tabel 4.15. Tabel 7.35. Kebutuhan vitamin K pada ikan No 1. 2. 3. 4.
Ikan
Pasific salmon Rainbow trout Channel catfish Yellowtail
Kebutuhan (mg) Belum ditetapkan
Belum ditetapkan Tidak ditetapkan
Defisiensi vitamin K dapat menyebabkan timbulnya perdarahan karena darah yang sulit membeku, anemia dan perkembangan tulang hipoplastis.
Terdapat
keracunan potensial dari dosis tinggi vitamin K, khususnya menadion dapat menyebabkan hemolisis dan memperberat hiperbilirubinemia. Banyak hewan tidak membutuhkan vitamin K karena adanya sintesis bakterial pada saluran pencernaan, tetapi pada ikan tidak terdapat sintesis bakteri. Defisiensi vitamin K menyebabkan hemoragi pada ikan channel catfish. Penambahan dicumarol sebah zat antagonis vitamin K tidak meningkatkan jumlah protrombin pada catfish. Penambahan pivalyl, sebuah zat antagonis vitamin K yang lebih kuat 20 kali dibanding dicumarol, menghambat koagulasi darah pada ikan channel catfish.
BAB VIII PENGETAHUAN BAHAN MAKANAN IKAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami penggolongan bahan makanan ikan dan antinutrisi yang terkandung dalam bahan makanan TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan penggolongan bahan makanan ikan 2. Menjelaskan sumber-sumber energi, protein, vitamin dan mineral yang baik untuk ikan 3. Menjelaskan pengertian anti nutrisi 4. Menjelaskan penggolongan anti nutrisi berdasarkan fisiologis, asal tanaman dan efek metabolismenya. 5. Mengklasifikasi anti nutrisi pada ikan berdasarkan struktur kimia 6. Menjelaskan bagaimana menghilangkan efek dari anti nutrisi pada ikan
Penggolongan Bahan Makanan Ikan
Penggolongan bahan makanan ikan menurut National Research Council (NRC) dibagi menjadi delapan golongan, yaitu:
Hijauan kering/dry forages/rouhages
Hijauan kering mempunyai kandungan energi yang rendah dan kandungan serat kasar yang tinggi (umumnya diatas 18 persen) serta mempunyai kadar air kurang lebih 10 persen. Contoh hijauan kering adalah : tanaman azolla yang sudah kering dan dijadikan tepung. Kadar protein tepung azolla cukup tinggi 23%, tetapi
kandungan serat kasarnya juga tinggi 19% (Handajani, 2006). Pada ikan Nila Gift tepung azolla ini dapat digunakan sebagai sumber protein menggantikan tepung kedelai dalam taraf 15% dimana dapat menghasilkan pertumbuhan mutlak sebesar 0,81 gram, konversi pakan 3,14 dan daya cerna 67,88% (Handajani, 2006)
Hijauan segar (pasture)
Hijauan segar merupakan bahan bahan makanan yang langsung dicampurkan dalam pakan ikan dalam bentuk segar. Umumnya kadar air hijauan segar sangat tinggi sekitar 90 persen. Contoh yang dapat dikemukakan adalah rumput-rumputan, kacang-kacangan (legume), dan daun turi (sesbania glandifora).
Silase
Silase adalah hijauan makanan yang diawetkan dengan cara tertentu (proses ensilase). Hasilnya masih dalam keadaan segar dan masih mempunyai gizi yang cukup tinggi. Proses ensilase adalah proses penguraian dan pembentukan zat-zat makanan karena aktivitas sel-sel tanaman yang masih hidup. Proses ensilase dibagi menjadi dua tahap, yaitu proses aerob dan an aerob. Proses aerob meliputi aktivitas respirasi sel-sel tanaman yang memerlukan oksigen dan membentuk CO2, H2O dan energi. Proses fermentasi an aerob terjadi karena aktivitas enzim dan bakteri. Pada proses tersebut, karbohidrat akan dirombak menjadi alkohol, asam organik, asam karbonat, air dan melepaskan panas. Bahan pengawet yang digunakan untuk proses pembuatan silase ini adalah tetes, dedak, tepung jagung dan lain-lain yang berfungsi mempercepat penurunan pH.
Sumber energi
Bahan makanan ikan sumber energi mempunyai kandungan protein kurang dari 20 persen dan serat kasar kurang dari 18 persen. Contoh bahan makanan ikan sumber energi adalah : biji-bijian dan butir-butiran, limbah penggilingan, buahbuahan, akar-akaran dan umbi-umbian.
Contoh-contoh biji-bijian dan butir-butiran
adalah jagung, sorghum, dan gandum . Contoh limbah penggilingan antara lain adalah empok, dedak, dan menir. Contoh buah-buahan adalah pisang, apel dan lainlain. Contoh akar-akaran dan umbi-umbian adalah singkong, ketela rambat dan lainlain. Nilai energi bruto dari beberapa bahan makanan sumber energi dapat dilihat pada Tabel 8.1. berikut ini. Tabel 8.1. Nilai energi bruto dari beberapa bahan makanan sumber energi No.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Bahan makanan
Jagung Kacang kedelai Dedak gandum Glukosa Kasein Lemak Padi Gandum Sorghum
Nilai energi bruto (kkal) 4430 5520 4540 3750 5860 9350 3300 3100 4400
Hasil penelitian Handajani, 2007 didapatkan bekatul yang terfermentasi dengan Rhizophus oligosporus dapat digunakan sebagai substitusi tepung kedelai dalam penyusunan formulasi pakan ikan. Pemberian bekatul fermentasi dapat diberikan sehingga taraf 60% yang dapat menghasilkan pertumbuhan sesaat ikan Nila sebesar 0,01705, konversi pakan 3,13 dan daya cerna 94,62%. Hasil ini sudah baik dimana ikan Nila dapat mencerna pakan yang diberikan secara sempurna dan dapat meningkatkan pertumbuhan ikan.
Sumber protein
Bahan makan sumber protein adalah bahan makanan yang kaya akan protein dengan nilai protein diatas 20 persen. Bahan makanan ikan sumber protein yang berasal dari hewan adalah tepung ikan, tepung daging, tepung darah, jerohan, dan lain-lain. Bahan makanan ikan sumber protein yang berasal dari tumbuhan adalah
kacang-kacangan, bungkil-bungkilan dan lain-lain. Nilai protein dari beberapa bahan makanan dapat dlihat pada Tabel 8.2. Tabel 8.2. Nilai protein dari beberapa bahan makanan sumber protein
No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
Bahan makanan Tepung ikan Tepung udang Tepung darah Tepung daging Skim milk Butter milk Daun petai cina Daun singkong Daun turi Kacang kedelai Kacang tanah Kacang hijau Bungkil kacang kedelai Bungkil kacang tanah Ampas tahu Tepung hati
Nilai protein (%) 50-55 40 75-80 55 34-35 32 25-28 20 23 40 25 24 44-48 25-35 43 63
Sumber vitamin
Bahan makanan ikan sumber vitamin umumnya berasal dari tanaman, yaitu biji-bijian, butir-butiran, buah-buahan, daun-daunan dan umbi-umbian dan sebagian berasal dari hewan. Bahan makanan ikan sumber vitamin dapat dilihat pada Tabel 8.3. Tabel 8.3. Nilai vitamin dari beberapa bahan makanan sumber vitamin
No. 1. 2. 3. 4. 5.
Bahan makanan Sumber vitamin A Minyak hati ikan paus Minyak hati akan tuna Minyak hati ikan hiu Minyak tubuh ikan sarden Mentega susu
Nilai vitamin (IU/gram) 400.000 150.000 150.000 750 35
6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
18.
18.
19.
20.
21. 22.
23. 24. 25.
26.
Keju Telur Susu Sumber provitamin A Tepung daun alfalfa Tepung daun dan batang alfalfa Tepung daun dan batang alfalfa kering udara Hijauan kering Wortel Bayam Jagung kuning Sumber tiamin Susu, ragi, hati, butir-butiran, kuning telur, rumput kering dan ginjal Sumber riboflavin Susu, keju, telur, ikan, bungkil-bungkilan dan ginjal Sumber asam pantotenat Hati, kuning telur, susu, bungkil kacang tanah, jerami lafalfa, tetes, beras dan dedak gandum Sumber asam nikotenat Susu, daging, telur, ragi, bungkil-bungkilan rumput kering dan butir-butiran Sumber piridoksin (vitamin B6) Ragi, hati, urat daging, kuning telur, susu dan sayur-sayuran Sumber biotin Ragi, jerohan, molasses, susu dan butir-butiran Sumber asam folat Hijauan, jerohan, butiran, kacang kedelai dan hasil ikutan hewan Sumber vitamin B12 Susu, daging, tepung ikan, dan hasil ikutan hewan Sumber kolin Susu, daging, telur, ikan dan lemak. Sumber vitamin D Minyak hati ikan cod, minyak hati ikan tuna, minyak ikan sarden, telur, dan susu. Sumber vitamin E Minyak tumbuh-tumbuhan, butir-butiran, telur, colustrum susu sapi, minyak jagung, minyak biji kapas. Sumber vitamin K
14 10 1,5 530 330 150 150 120 100 8
28.
Hijauan, jaringan hewn, tepung ikan yang sedang membusuk, Vitamin A berfungsi untuk stereoisomer dari retinol, memelihara mukosa
organ pernafasan, pencernaan, urogenitalia, ginjal dan mata, pertumbuhan, reproduksi, pertumbuhan yang baik dari matriks tulang dan memelihara tekanan cerebrospiral yang normal. Defisiensi vitamin A menyebabkan kurus, lemah, pertumbuhan lambat, kurangnya keseimbanganpenurunan produksi, peningkatan kematian embrio dan xeropthalmia. Vitamin D berperan dalam metabolisme Ca dan P dan pembentukan kerangka tulang. Defisiensi vitamin D dapat menyebabkan kerapuhan tulang dan distorsi kerangka. Vitamin E berfungsi untuk reproduksi, mencegah encephalomalasia, distropi otot dan fungsi normal jaringan.
Defisiensi vitamin E menyebabkan kematian
embrio, encephalomalasia dan distropi otot. Kegunaan vitamin K adalah untuk mensintesa empat macam protein darah yang ada hubungannya dengan pembekuan darah yaitu prothrombin, plasma thromboplastin, prokovertin dan faktor stuart. Defisiensi vitamin K menyebabkan waktu pembekuan darah lebih panjang dan anemia. Defisensi tiamin menyebabkan polyneuritis gallinarum, anorexia dan kehilangan bobot. Defisiensi riboflavin menyebabkan pertumbuhan lambat, kematian embrio meningkat dan hati kasar dan berlemak. Defisiensi niasin menyebabkan kulit kasar, diare defisiensi triptopan dalam tubuh.
Defisiensi piridoksi menyebabkan
pertumbuhan lambat, kepekaan abnormal, produksi telur dan daya tetas menurun. Kekurangan biotin menyebabkan peradangan kulit (dermatitis). Kekurang asam folat menyebabkan gangguan pertumbuhan sel darah merah, daya tetas menurun dan kematian embrio dalam telur. Kekurangan kolin menyebabkan lemak menumpuk di hati.
Sumber mineral
Bahan makanan ikan sumber mineral terbesar berasal dari hewan, disamping sebagian kecil dari tumbuh-tumbuhan.
Contoh yang dapat dikemukakan adalah
tepung tulang, tepung kerang dan tepung ikan. Ternak membutuhkan mineral untuk antara lain : 1. Perbaikan dan pertumbuhan jaringan: Ca dan P 2. Memelihara kondisi ionik dalam tubuh 3. Memelihara keseimbangan asam basa tubuh: Na+, K +, Ca++, Mg++, Cl-, PO43- dan SO434. Memelihara tekanan osmotik cairan tubuh 5. Menjaga kepekaan syaraf dan otot: Na+, K +, Ca++, Mg++ 6. Mengatur transport zat makanan dalam sel 7. Mengatur permeabilitas membran sel 8. Kofaktor enzim dan mengatur metabolisme
Feed additive
Feed
additive
adalah
makanan
tambahan
yang
berfungsi
untuk
mengoptimalkan produksi ikan. Umumnya feed additive mempunyai efek sampingan yang kurang baik bagi ikan. Oleh sebab itu hal-hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan feed additive adalah spesifikasi tambahan yang dibutuhkan ikan, digunakan secara bersama-sama atau sendiri, bentuk yang digunakan dan diberikan, kapan waktu penghentian penggunaan dan berap biaya tambahan yang dikeluarkan. Pengelompokan feed additive berdasarkan aktivitas dan cara kerjanya adalah : 1.
Feed additive untuk meningkatkan seleksi dan konsumsi pakan yang dibagi menjadi dua macam yaitu untuk perekat pellet (pellet binder) contohnya adalah lignin sulfonat, sesulosa ester, natrium benfoat dan kondensasi urea formaldehida. Sedangkan yang lainnya adalh untuk vlafouring agen (penambah
rasa dan warna pada pakan)
yang contohnya adalah pemanis, garam dan
pewarna. 2.
Feed additive untuk membantu proses pencernaan dan absorbsi zat makanan.
Contohnya antara lain antibiotika, enzim, dan senyawa arsen. Antibiotika untuk membantu pertumbuhan mikro organisme yang mensintesa zat-zat makanan dan menghalangi tumbuhnya mikro organisme yang patogen, disamping juga dapat membunuh mikro organisme yang berbahaya di saluran pencernaan sehingga meruntuhkan mikro organisme dan keraknya yang menempel di dinding usus sehingga dinding usus menjadi lebih tipis sehingga penyerapan zat-zat makanan meningkat.
Fungsi enzim adalah untuk mempercepat proses pencernaan zat
makanan dalam saluran pencernaan. Sedangkan fungsi senyawa arsen adalah untuk menghambat pertumbuhan mikro flora intestinal yang menghambat proses pencernaan zat-zat makanan. 3.
Feed additive untuk membantu proses metabolisme.
Sebagai contoh adalah
hormon dan zat penenang. Hormon digunakan lewat suntikan atau ditambahkan dalam pakan. Hormon yang umum digunakan adalah estrogen, stibustrol dan dietil stibustrol. Zat penenang bekerja dengan menekan syaraf pusat sehingga pergerakan ikan menjadi lebih lamabt. Contoh zat penenang antara lain adalah aspirin, resperpin dan hidroksinin. 4.
Feed additive untuk pencegahan penyakit dan kesehatan ternak.
Contohnya
adalah bahan pengawet dan anti oksidan. Fungsi bahan pengawet adalah untuk meningkatkan daya simpan pakan, memperbaiki daya cerna pakan, menghambat aktivitas mikro organisme yang dapat merusak pakan dan meningkatakan konversi pakan. Contoh bahan pengawet adalah asam propionat dan natrium benzoat.
Anti oksidan berfungsi untuk menghindari oksidasi.
Contoh anti
oksidan adalah butylated hidroksi toluena, butylated hidroksi anisol, non dihidro gualaretic, vitamin E, antibiotika, preparat sulfa dan senyawa halquinol. 5.
Feed additive untuk memperbaiki kualitas produksi. adalah hormon, enzim dan premiks.
Contohnya antara lain
Anti nutrisi pada bahan makanan ikan Pengertian anti nutrisi
Anti nutrisi merupakan zat yang dapat menghambat, pertumbuhan, perkembangan, kesehatan, tingkah laku atau penyebaran populasi organisme lain (allelochemic).
Terdapatnya anti nutrisi pada tanaman umumnya terjadi karena
faktor dalam (intrinsic factor) yaitu suatu keadan dimana tanaman tersebut secara genetik mempunyai atau mampu memproduksi anti nutrisi tersebut dalam organ tubuhnya. Zat-zat anti nutrisi alkaloida, asam amino toksik, saponin dan lain-lain adalah beberapa contohnya.
Faktor lain adalah faktor luar (environment factor),
yaitu keaadaan dimana secara genetik tanaman tidak mengandung unsur anti nutrisi tersebut, tetapi karena pengaruh luar yang berlebihan atau mendesak, zat yang tidak diinginkan mungkin masuk dalam organ tubuhnya.
Contohnya adalah terdapatnya
Se berlebihan pada tanaman yang mampu mengakumulasi Se dalam bentuk proteinnya misalnya pada Astragalus sp. Juga unsur radioaktif yang masuk dalam rantai metabolik unsur yang kemudian terdeposit sebagai unsur-unsur berbahaya. Anti nutrisi umumnya sebagian besar diperoleh dari hasil metabolisme sekunder tanaman.
Hasil metabolisme sekunder dibagi dua berdasarkan berat
molekulnya, yaitu berat molekul kurang dari 100 dengan contoh : pigmen pirol, antosin, alkohol, asam-asam alifatik, sterol, terpen, lilin fosfatida, inositol, asam-asam hidroksi aromatik, glikosida, fenol, alkaloid, ester dan eter. Metabolisme sekunder lainnya adalah yang berat molekulnya tinggi, yaitu : selulosa, hemiselulosa, pektin, gum, resin, karet, tanin dan lignin. Tananam yang mengandung metabolit sekunder umumnya mengeluarkannya dengan cara pencucian air hujan (daun, kulit), penguapan dari daun (kamfer), ekskresi eksudat pada akar (alang-alang) dan dekomposisi bagian tanaman itu sendiri (jatuh ke tanah dan membusuk. Daur metabolit sekunder dapat dilihat pada Gambar 8.1.
Glukosa Jalur glikolisis Asam sikimat
Phosphat enol piruvat Asam piruvat
Asam amino aromatik
asetil KoA
Malonil KoA
Melanoat
Fenol
Asam amino alifatik
Alkaloid Terpen/Isopren Sinamat
Flavonoid Gambar 8.1. Daur metabolisme sekunder tanaman
Umumnya terjadinya anti nutrisi berasal dari jalur metabolis glukosa maupun asam amino. Glukosa umumnya melewati jalur glikolisis dan/atau siklus Krebs kemudian menyimpang pada sistem metabolisme sekunder. Asam amino umunya melewati jalur deaminasi dan/atau siklus Krebs dan kemudian menyimpang melalui metabolisme sekunder. Secara lebih rinci daur metabolisme glukosa dan asam amino yang menuju metabolisme sekunder dapat dilihat pada Gambar 8.2. CO2 Fotosintesis (CH2O)n
Protein
(CH2O)n-P
gula, polisakarida pati, selulosa,
Asam nukleat hemiselulosa Asam amino
Alkaloid
Siklus Krebs
Phospho phenol Piruvat
Piruvat
Asam sikimat
Asetil KoA
Asam amino aromatik
Mevalonat
Fenilalanin
Tiroksin
Malonil KoA kafeat
Terpenoid
Asam sinamat
Asam
Phenol
Steroid
Astogenin
P. Coumaryl alkohol Coniferil alkohol Sinapyl alkohol
Lignan
Gambar 8.2.
lignin
P. Caomaric acids Ferulic acids Sinapic acid
Coumarin Isoflavon Flavonoid
Daur glukosa dan asam amino menuju metabolisme sekunder
Tabel 8.4. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan famili tanaman No.
Famili tanaman
1. 2.
Apoecynaceae Amaryldaceae
3. 4. 5. 6. 8. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 18. 18. 19. 20.
Barberidaceae Caricaceae Crassulaceae Caryophyllaceae Dioscoriaceae Erythroxylaceae Euphorbiaceae Liliaceae Leguminosae Menispermaceae Papilionaceae Papaveraceae Graminae Ranunculaceae Rutaceae Rubiaceae Rhamnaceae Solanaceae
Penggolongan anti nutrisi berdasarkan fisiologis memandang pengaruh anti nutrisi tersebut pada kondisi fisiologis ternak.
Berdasarkan hal tersebut dapat
dikemukakan penggolongan fisiologis seperti pada Tabel 8.5.
Tabel 8.5. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan fisiologis No.
Fisiologis
1. 2. 3. 4. 5.
Anti nutrisi yang mempengaruhi gastro intestinal Anti nutrisi yang mempengaruhi choleriformis Anti nutrisi yang mempengaruhi nervous Anti nutrisi yang mempengaruhi sanginaris Anti nutrisi yang mempengaruhi cerebralis
Penggolongan anti nutrisi berdasarkan asal tanaman memandang bahwa tanaman merupakan pembawa anti nutrisi dan masing-masing golongan tanaman
mempunyai anti nutrisi yang khas. Penggolongan tersebut dapat dilihat pada Tabel 8.6. Tabel 8.6. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan asal tanaman No.
Asal tanaman
1.
Biji-bijian a. Rye b. Milo Umbi-umbian a. Kentang b. Cassava Suplemen protein a. Kacang kedelai b. Kapas Hijauan a. Alfalfa b. Leucaena spp. Rumput-rumputan a. Rumput tropik b. Hijauan sorgum Lain-lain a. Hijauan brassica
2.
3.
4.
5.
6.
Anti nutrisi
Tripsin inhibitor Tannin Alkaloid solanum Sianogenik glukosida Tripsin inhibitor Gosipol Saponin Mimosin Oksalat Sianogem Brassica anemia factor
Sedangkan penggolongan berdasarkan efek metabolisme manganggap bahwa penggolongan tersebut lebih tepat apabila efek yang ditimbulkan anti nutrisi terhadap jalannya metabolisme dikemukakan lebih dahulu. Hal tersebut terjadi karena anti nutrisi selalu menimbulkan masalah yang penampakannya selalu mengganggu target organ tubuh. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan efek metabolisme dapat dilihat pada Tabel 8.7. Tabel 8.7. Penggolongan anti nutrisi berdasarkan efek metabolisme No.
Efek metabolisme pada
Anti nutrisi
1. 2.
Mulut Saluran pencernaan
Enzim proteolitik, Kristal oksalat
3. 4. 5. 6. 8. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 18. 18. 19. 20.
a. Rumen b. Usus c. Diare d. Rektum Hati Paru-paru Ginjal
Nitrat dan nitrit Saponin, tripsin inhibitor Nitrat Alakaloid pirolizidin Alkaloid pirolizidin, lupinosis Alkaloid pirolizidin, indole Oksalat, pirolizidin alkaloid, lakton sesquiterpen Sistem sirkulasi Saponin, hemaglutinin, glikosida, asam lemk siklopropenoid Jantung Gosipol, piperideine alkaloid Tulang Lupine, oksalat Mata Atropin, selenium toksisitas Sistem syaraf Indolizidine alkaloid, tiaminase Otot Selenium Kelenjar tiroid Glukosinolat Sistem reproduksi Mikotoksin, isoflavon, gosipol, lupine Toksin melalui susu Snakeroot toksin Sistem Kekebalan Lektin Ranmbut dan kuku Hiperisin, filloritrintrimetillamin, mimosin Metabolisme energi dan protein Tripsin inhibitor, indospecin, amilase inhibitor Divisi sel Pirolizidin alkaloid Metabolisme mineral Oksalat, pirolizidin lkaloid Metabolisme vitamin Avidin, tiaminase, Tetapi kebanyakan para ahli menggolongkan anti nutrisi berdasarkan
komposisi kimiawinya. Hal tersebut mudah dimengerti, karena anti nutrisi umumnya merupakan senyawa kimia yang akan lebih mudah menggolongkannya berdasarkan golongan-golongan yang terdapat dalam dunia kimia. 8.2.2. Klasifikasi Anti Nutrisi pada Ikan Berdasarkan Struktur Kimia 8.2.2.1. Alkaloid
Alkaloid adalah senyawa yang mengandung substansi dasar nitrogen basa, biasanya dalam bentuk cincin heterosiklik. Alkaloid terdistribusi secara luas pada tanaman. Diperkirakan sekitar 15 – 20% vascular tanaman mengandung lakaloid. Banyak alkaloid merupakan turunan asam amino lisin, ornitin, fenilalanin, asam
nikotin, dan asam antranilat. Asam amino disintesis dalam tanaman dengan proses dekarboksilasi menjadi amina, amina kemudian dirubah menjadi aldehida oleh amina oksida. Alkaloid biasanya pahit dan sangat beracun. Alkaloid ini diklasifikasikan lagi berdasarkan tipe dasar kimia pada nitrogen yang terkandung dalam bentuk heterosiklik. Klasifikasi alkaloid tersebut meliputi pirrolizidine alkaloids, peperidine alkaloids, pyridine alkaloids, indole alkaloids, quinolizidine alkaloids, steroid alkaloids, policyclic diterpene alkaloids, indolizidine alkaloids, tryptamine alkaloids, tropane alkaloids, fescue alkaloid dan miscellaneous alkaloid. Peranan alkaloid dalam jaringan tanaman tidak pasti, mereka telah dikenal sebagai produk metabolik atau substansi Tanaman yang kaya akan alkaloid adalah apocynaceae, barberidaceae, liliaceae, menispermaceae, papaveraceae, papilionaceae, ranunculaceae, rubiaceae, rutaceae dan solanaceae.
Sedangkan golongan yang mempunyai alkaloid sedang
adalah caricaceae, crassulaceae, erythroxylaceae dan rhamnaceae. Sedangkan yang tidak mengandung alkaloid adalah labiatae dan salicaceae.
8.2.2.2. Glikosida
Glikosida adalah eter yang mengandung setengah karbohidrat dan setengah non karbohidrat (aglikon) yang bergabung dengan ether bond. Glikosida biasanya adalah substansi yang pahit.
Seringkali aglikon dikeluarkan oleh aksi enzimatis
ketika jaringan tanaman mengalami luka.
Klasifikasi lebih lanjut dari glikosida
adalah sianogenik glukosida, goitrogenik glukosida, coumarin glukosida, steroid dan triterpenoid glukosida, nitropropanol glikosida, visin, calsinogenik glikosida, karboksiatraktilosida, dan isovlavon.
8.2.2.3. Protein
Beberapa inhibitor penting dalam tanaman adalah protein.
Anggotanya
meliputi protease (tripsin) dan amilase inhibitor, lektin (hemaglutinin), enzim, protein sitoplasma tanaman. 8.2.2.4. Asam amino dan turunan asam amino
Terdapat lebih dari 300 asam amino dalam tanaman, beberapa diantaranya merupakan racun. Asam amino yang paling terkenal beracun adalah mimosin yang strukturnya sama dengan tirosin.
Anggotanya meliputi mimosin, triptofan, asam
selenoamino, lathirogen, linatin, indospesin, kanavanin, faktor anemia brassica, hipoglisin, dan amina biogenik. 8.2.2.5. Karbohidrat
Hanya sedikit sekali problem keracunan dari senyawa karbohidrat. Xilose yang merupakan gula heksosa menyebabkan pengurangan pertumbuhan dan katarak pada mata babi dan ayam. Pada oligosakarida, raffinosa tidak dapat dicerna dalam usus halus dan meningkatkan pertumbuhan bakteri di hindgut.
β -glukan pada
gandum kebanyakan menyebabkan problem nutrisi pada unggas.
8.2.2.6. Lemak
Sangat jarang lemak menyebabkan karacunan. Lemak yang beracun meliputi asam erucic pada rapeseed, yang menyebabkan myocardial lesions pada tikus. Lemak lainnya yang beracun adalah asam lemak siklopropenoid yang terdiri dari asam sterkulat dan asam malvalat pada biji kapas yang menyebabkan albumin berwarna pink berkembang pada telur yang disimpan, juga menyebabkan kokarsinogen.
8.2.2.8. Glikoprotein
Beberapa contoh glikoprotein adalah lektin dan avidin.
Avidin adalah
glikoprotein pada albumin telur yang menyebabkan antagonistis dengan vitamin B (biotin). Telur mentah dapat digunakan untuk mempengaruhi defisiensi biotin dalam eksperimen binatang. Defisiensi biotin terjadi 8.2.2.8. Glikolipid
Penyebab dari annual ryegrass toxicity (ARGT) diidentifikasi sebagai keluarga glikolipid yang disebut corinetoksin.
Anti nutrisi ini disintesis oleh
corynebacterium yang membentuk koloni, diproduksi oleh nematoda di dalam biji ryegrass.
Glikolipin
ini
mempengaruhi
otak
sehingga
menyebabkan
ketidakseimbangan dan mudah terkejut.
8.2.2.9. Substansi metal-binding Anggotanya terdiri dari oksalat, pitat, mimosin. 8.2.2.10. Resin
Senyawa resin bukan bagian yang penting dari banyak gambaran struktur, tetapi umumnya mempunyai ciri-ciri fisik yang pasti. Resin larut dalam banyak pelarut organik, tetapi tidak larut dalam air dan tidak mengandung nitrogen. Salah satu contoh resin adalah cicutoxin yang merupakan racun yang penting pada tanaman cicuta spp.
Cicutoxin merupakan salah satu racun yang sangat spektakuler yang
diketahui selama ini. Aksi langsungnya adalah pada sistem nervous sentral yang memproduksi violent convultion. 8.2.2.11. Senyawa fenol
Fenol merupakan turunan dari fenilalanin atau tirosin pada pola atau jalur asam sikimat. Beberapa diantaranya adalah asam kumarat, asam kafeat, asam ferulat, asam protokatekuat, asam klorogenat dan asam kuinat.
Asam-asam tersebut
didistribusikan secara meluas dalam tanaman, tetapi fungsinya masih belum diketahui dengan jelas. Beberapa diantaranya mempunyai sifat-sifat sebagai anti bakterial atau sebagai anti fungal dan bahkan mungkin mempunyai tugas yang berhubungan dengan kekebalan tanaman terhadap penyakit tertentu. Disamping itu banyak dihubungkan dengan komponen yang disebut sebagai koumarin yang mempunyai cincin ganda yang juga dapat ditemukan dalam tubuh tanaman. Komponen-komponen tersebut atau turunannya seringkali bersifat racun terhadap ternak, sebagai contoh adalah dicoumarol yang dibentuk dari koumarin pada daun semanggi selama penyimpanan. Koumarin kemungkinan juga dibentuk oleh tanaman dalam respon terhadap serangan oleh parasit sehingga tanaman menjadi kebal terhadap serangan tersebut. Salah satu contoh fenol sederhana adalah asam sinamat. Asam sinamat dapat ditemukan secara bebas dalam tubuh tanaman tetapi dengan jumlah yang sedikit. Anggotanya antara lain terdiri dari hiperisin, gossipol dan tannin. Biosintesis asam sinamat adalah sebagaimana dalam Gambar 8.3. 8.2.2.12. Sesquiterpen lakton
Sesquiterpen lakton adalah turunan dari germacranolide nukleus. Senyawa ini merupakan racun pada tanaman sneezeweed (helenium spp. dan bitterweed ). Sesquiterpen lakton menyebabkan iritasi pada nasal dan membran intestinal.
H HOOC C CH2 NH2 Fenilalanin
HOOC
H C CH2 NH2 Tirosin
1
HOOC OH
CH = CH
OH
2
HOOC
CH = CH
Asam sinamat
Asam P-coumarin
OHC3 -OH
OHC3 -OH
OHC3
OH
OHC3 -OH
Asam ferulat
OH -OH
Asam kafeat
Keterangan : 1. Phenilalanine Ammmonium Lyase 2. Tyrosine Ammonium Lyase Gambar 8.3. Biosintesis asam sinamat.
8.2.2.13. Mikotoksin
Mikotoksin adalah hasil metabolisme jamur yang merupakan anti nutrisi bagi hewan.
Mikotoksin menyebabkan peristiwa penyakit pada peternakan sedikitnya
pada 25 kasus penyakit.
Beberapa mikotoksin antara lain adalah aflatoksin,
fomopsin, tremorgen, T-2 toxin, citrinin, ochratoxin, sporidesmin dan zearalenon. Mikotoksin menyebabkan penurunan kondisi seperti kematian akut pada unggas (turkey X diseases) kanker liver pada trout, lupinosis, fescue foot pada sapi, keracunan sweet clover, facial eczema pada domba, ryegrass sraggers dan ergotisme. 8.2.2.14. Anti Nutrisi lain
Anti nutrisi lain meliputi tanaman karsinogen, anti nutrisi white snakeroot, fluoroasetat (senyawa organofluorin), N-propyl disulfida dan trimethylamine oxyde dan formaldehida. Anti Nutrisi Utama 8.2.3.1. Glukosida sianogenik
Senyawa-senyawa yang mengandung gugus sianat (-C≡ N) dapat tergolong ke dalam nitril (R-C≡ N) atau siano hidrin (R-C(OH)C≡ N). Senyawa-senyawa ini dapat diperoleh dengan mereaksikan alkil dehida dengan gugus CH sebagai nukleophil atau
aldehid serta keton dengan gugus CN dan asamnya.
Bila senyawa tersebut
mengandung glikosida atau glukosa maka dapat disebut glikosida sianogenik atau glukosida sianogenik. Sejauh ini glikosida sianogenik dalam tanaman derajad tinggi berdasar pada formula umum seperti pada Gambar 8.4. R 1
O-glukosa C C≡ N
R 2
Gambar 8.4. Komposisi kimia gkulosida sianogenik
Residu gula hampir selalu D-glukosa. Pada umumnya R 1 adalah grup alifatik atau aromatik dan R 2 sebagian besar ditempati Hidrogen. Banyak senyawa-senyawa yang mengandung sianida yang sudah ditemukan dalam tanaman, antara lain : amigdalin, prunasin, sambunigrin, vicianin, durrin dan zierin yang fraksi glikonnya (yang tidak mengandung sianida) terdiri dari gugus phenil dan gula-gula sederhana. Kelompok yang lain yaitu linamarin (2(β -D-glukopiranosiloksi)2 isobutironitril) dan lotaustralin (2(β -D-glukopiranosiloksi)2 methil butironitril) dengan fraksi glikon berupa keton dan glukosa (Gambar 8.5. sampai dengan 8.8).
C≡ N
H3C C R
O-glukosa
Keterangan : Apabila R = CH3, maka senyawa kimianya adalah linamarin
Apabila R = C2H3, maka senyawa kimianya adalah luteustralin Gambar 8.5. Komposisi kimia linamarin dan atau lotaustralin
C≡ N
H3C
C
CH
H2C
O-glukosa
Gambar 8.6. Komposisi kimia akasipetalin
C≡ N C O-gula Keterangan : Apabila ikatan gula adalah glukosa S-isomer maka senyawa kimianya : prunasin, Risomer maka senyawa kimianya : sambunigrin dan Campuran R,S maka senyawa kimianya : prulaurasin Apabila ikatan gula adalah gentibiosa maka senyawa kimianya adalah amygdalin Aapabila ikatan gula adalah vicianosa maka senyawa kimianya adalah vicianin Gambar 8.7. Komposisi kimia prunasin, sambunigrin, prulaurasin, amygdalin, vicianin
C≡ N HO
CH O-glukosa
Keterangan : Apabila S-isomer maka senyawa kimianya adalah dhurrin Apabila R-isomer maka senyawa kimianya adalah taksifilin Gambar 8.8. Komposisi kimia dhurrin, taksifilin
Bagi tanaman, senyawa ini diperlukan dalam mekanisme pertahanan diri terhadap predator dan dalam proses metabolisme untuk membentuk protein dan karbohidrat. Umumnya senyawa tersebut disintesis dari asam amino yang merupakan homolognya. Sebagai contoh dapat diamati pada Gambar 8.9. beberapa senyawa yang strukturnya hampir sama dengan asam amino prekursornya. Nampak bahwa linamarin dan lotaustralin yang masing-masing berasal dari asam amino L-valin dan L-isoleusin.
Klasifikasi glikosida sianogenik berdasar pada asam amino dari gugus
R 1 ditunjukkan pada Tabel 8.8. Gagasan-gagasan mengenai pola umum biosintesis glikosida sianogenik berkembang cepat setelah diketemukan bahwa asam-asam amino adalah prekursor dari glikosida sianogenik dan studi isotop radioaktif 14C15N menunjukkan bahwa ikatan karbon nitrogen pada asam amino menjadikan penggabungan yang lengkap. Jalur biosintesis glikosida sianogenik dimulai dari asam amino yang diubah ke dalam bentuk aldoxime, kemudian terbentuk menjadi sianohidrin yang sebelumnya melalui (dapat dua cara) pembentukan nitril atau hidroksi aldomin. Sianohidrin dikatalis oleh
β -glikosil-transferase menjadi glikosida sianogenik. tumbuh tanpa kerusakan, glikosida
sianogenik
Pada
tanaman
yang
dimetabolisme
menjadi
asam
amino, tetapi apabila tanaman tersebut luka atau dipotong maka glikosida sianogenik akan terdegradasi dan akan membebaskan asam sianida.
Tahap pertama proses
degradasi (katabolisme) adalah pelepasan gula dan terbentuk sianohidrin oleh enzim
β -Dglukosidase. Sianohidrin dapat memisahkan diri menjadi aldehida atau keton dan asam sianida dengan enzim oxynitrilase atau hydroksi nitrilase. Tahapan sintesisnya dapat disajikan pada Gambar 8.10. NH2 I
H3C
C
COOH
C≡ N
CH3
C
H3C
C
H
H3C
L-valin
O
C6H11O5
Linamarin
NH2 I H3C
C
COOH
C≡ N
CH3
C
H5C2
C
H
H5C2
L-isoleusin
O Lotaustralin
NH2 I OH
C6H11O5
CH
C
COOH
L-tirosin
H I OH
C
C≡ N
dhurrin
NH2 I CH2C
L-fenilalanin
COOH
C C≡ N I O I C6H12O6 Prunasin
Gambar 8.9. Struktur homolog antara senyawa glukosida sianogenik dengan asam amino
Tabel 8.8. Glikosida sianogenik pada beberapa tanaman
Glikosida
Gula
Struktur
Asal asam amino
Linamarin
Glukosa
1
Valin
Lotaustralin
Glukosa
2
Isoleusin
Akasipetalin
Glukosa
3
Leusin
Prunasin Sambunigrin
Glukosa Glukosa
4 5
Fenilalanin Fenilalanin
Prulaurasin Amygdalin Vicianin Dhurrin Taxiphyllin
Glukosa Gentibiose Vicianose Glukosa Glukosa
6 7 8 9 10
Fenilalanin Fenilalanin Fenilalanin Tirosin tirosin
Pada tanaman Linum usitatissimum Phasealus lunatus Manihot esculenta Trifolium repens Lotus sp. Acacia sp. (Shout African) Rosaceae Sambucus sp. Acacia sp. (Australia) Prunus sp. Rosaceae Vicia sp. Sorghum sp. Taxus sp.
Emulsin, suatu sistem enzim yang didapat pada biji almond (Prunus amygladus, Rosaceae) akan mengkatalisis baik hidrolisis gula maupun pembentukan
asam sianida. Pada amigladin, gentibiosa mula-mula terhidrolisis menjadi glukosa (membentuk prunasin), kemudian molekul glukosa kedua lepas. Emulsin spesifik untuk glikosida sianogenik aromatik, sedangkan linammarinase (glukosidase) yang terdapat pada biji flax, white clover dan ubi kayu akan mengkatalisa hidrolisis baik glikosida alifatik maupun aromatik tapi tidak mengkatalisis diglukosida. Secara lebih rinci, dua contoh anti nutrisi dari senyawa glukosida sianogenik (linamarin dan lotaustralin) serta derivatnya (asam sianida) dikemukakan dibawah ini.
R1
H
R1
H
C R2
R1
C CH COOH I NH2
C
R2
Asam amino
OH
CH II NOH
C≡ N
R2
Aldoxim
R1
O-glukosa
Nitril
R1
C R2 C≡ N Gkulosida sianogenik
OH
C R2
C≡ N -hidroksi nitril
Gambar 8.10. Tahapan sintesis glukosida sianogenik
8.2.3.1.1. Linamarin
Linamarin merupakan senyawa turunan dari glikosida sianogenik.
Sistem
metabolisme dalam tanaman menyebabkan salah satu hasil dari degradasi asam amino L-valin adalah linamarin. Gambar 8.11. berikut ini. H3C
O-glukosa C
Komposisi kimiawinya dapat disajikan pada
C≡ N
H3C
Gambar 8.11. Komposisi kimia linamarin
Linamarin terdapat dalam tanaman Linum usitatissinum (linseed), Phaseolus lunatus (Java bean), Trifolium repens (White clover), Lotus spp. (lotus), Dimorphotheca spp. (cape marigolds) dan Manihot spp. (ubi kayu). Nama linamarin
diberikan karena serupa dengan yang diketemukan dalam tanaman rami (Linum spp.) Bagian distal ubi (mengarah ke ujung) mengandung lebih banyak linamarin dibandingkan dengan bagian proksimal (mengarah ke batang ubi). Linamarin larut dalam air dan hanya dapat hancur oleh panas di atas suhu 150oC. Daun ubi kayu mengandung linamarin sebesar 93 persen dari glikosida. Bila senyawa ini dihidrolisa oleh asam atau enzim maka akan menghasilkan aceton + glukosa + asam sianida. Hidrolisis linamarin dapat ditelaah dari bagan reaksi pada Gambar 8.12. Mekanisme metabolisme selanjutnya dapat dilihat pada sub bab mengenai asam sianida. CH3
CH3 H2O
C6H12O5
C
CN
CH3 linamarin
C6H12O5 + C = O + HCN CH3 glukosa aceton
Gambar 8.12. Bagan reaksi hidrolisis linamarin
8.2.3.1.2. Lotaustralin.
Lotaustralin merupakan senyawa turunan dari glikosida sianogenik. Sistem metabolisme dalam tanaman menyebabkan salah satu hasil dari degradasi asam amino L-isoleusin adalah lotaustralin. Komposisi kimiawinya dapat disajikan pada Gambar 8.13. berikut ini. H3C
O-glukosa C
C H5C2
C≡ N
Gambar 8.13. Komposisi kimia lotaustralin
Lotaustralin terdapat bersama linamarin dalam tanaman yang sama, tetapi berbeda jumlahnya.
Lotaustralin jauh lebih sedikit dibandingkan dengan dengan
lotaustralin. Perbandingannya berkisar dari 3 sampai dengan 7 persen lotaustralin berbanding 93 sampai dengan 97 persen linamarin. Lotaustralin antara lain terdapat dalam tanaman Linum usitatissinum (linseed), Phaseolus lunatus (Java bean), Trifolium repens (White clover), Lotus spp. (lotus), Dimorphotheca spp. (cape marigolds) dan Manihot spp. (ubi kayu). Nama lotaustralin diberikan karena serupa dengan yang diketemukan dalam tanaman lotus spp. Lotaustralin larut dalam air dan hanya dapat hancur oleh panas di atas suhu 150oC. Daun ubi kayu mengandung lotaustralin sebesar 7 persen dari glikosida. Bila senyawa ini dihidrolisa oleh asam atau enzim maka akan menghasilkan methyl ethyl keton + glukosa + asam sianida. Mekanisme metabolisme selanjutnya dapat dilihat pada sub bab mengenai asam sianida. 8.2.3.1.3. Asam sianida (HCN)
Asam sianida merupakan anti nutrisi yang diperoleh dari hasil hidrolisis senyawa glukosida sianogenik seperti linamarin, luteustralin dan durin. Salah satu contoh hasil hidrolisis adalah pada linamarin dengan hasil hidrolisisnya berupa Dglukosa + HCN + aceton dengan bantuan enzim linamerase. Lebih dari 100 jenis tanaman mempunyai kemampuan untuk memproduksi asam sianida. Jenis tanaman tersebut antara lain famili Rosaceae, posssifloraceae, leguminosae, sapindaceae, dan gramineae. Sebetulnya pelepasan asam sianida pada tanaman merupakan proteksi tanaman terhadap gangguan/kerusakan. Asam sianida hanya dilepaskan apabila tanaman terluka. Tahap pertama dari proses degradasi adalah lepasnya molekul gula (glukosa) yang dikatalis oleh enzim glukosidase.
Sianohidrin yang dihasilkan bisa berdissosiasi secara nonenzimatis untuk melepaskan asm sianida dan sebuah aldehid atau keton, namun pada tanaman reaksi ini biasanya dikatalis oleh enzim. Berdasarkan
beberapa
penelitian
terdahulu
telah
diketahui
proses
metabolisme sianida. Glikosida yang masuk ke dalam usus terhidrolisa dengan cepat sehingga ion CN-nya lepas. Kemudian dalam peredaran darah, pergi ke jaringanjaringan (kalau ke paru-paru sebagian dapat dieliminasi), tetapi kalau sampai ke selsel syaraf maka zat tersebut akan menghambat pernafasan sel-sel tersebut, sehingga mengganggu fungsi sel yang bersangkutan. Mekanisme sehingga asam sianida dapat menghambat pernafasan sel adalah adanay penghambatan terhadap reaksi bolak-balik pada enzim-enzim yang mengandung besi dalam status ferri (Fe3+) di dalam sel. Enzim yang sangat peka terhadap inhibisi sianida ini adalah sitokrom oksidase. Semua proses oksidasi dalam tubuh sangat tergantung kepada aktivitas enzim ini.
Jika di dalam sel terjadi
kompleks ikatan enzim sianida, maka proses oksidasi akan terblok, sehingga sel menderita kekurangan oksigen. Jika asam sianida bereaksi dengan hemoglobin (Hb) akan membentuk cyano-Hb yang menyebabkan darah tidak dapat membawa oksigen. Tambahan sianida dalam darah yang mengelilingi komponen jenuh di eritrosit diidentifikasikan sebagai methemoglobin. Kedua sebab inilah yang menyebabkan histotoxic-anoxia dengan gejala klinis antara lain pernafasan cepat dan dalam.
Jika sianida sudah masuk ke dalam tubuh, efek negatifnya sukar diatasi. Kejadian kronis akibat adanya sianida terjadi karena ternyata tidak semua SCN (tiosianat) terbuang bersama-sama dengan urin, walaupun SCN dapat melewati glomerulus dengan baik, tetapi sesampainya di tubuli sebagian akan diserap ulang, seperti halnya klorida. Selain itu, kendatipun sistem peroksidase kelenjar tiroid dapat mengubah tiosianat menjadai sulfat dan sianida, tetapi hal ini berarti sel-sel tetap berenang dalam konsentrasi sianida di atas nilai ambang. Jelaslah bahwa sianida dapat merugikan utilisasi protein terutama asam-asam amino yang mengandung
sulfur seperti metionin, sistein, sistin, vitamin B 12, mineral besi, tembaga, yodium, dan produksi tiroksin. Inhibisi sitokrom oksidase akan menekan transport elektron dalam siklus Krebs yang menghasilkan energi, sehingga gejala keracunan pertama adalah hewan tampak lesu, tak bergairah seolah-olah tidak mempunyai banyak tenaga untuk bergerak, nafsu makannya juga sangat menurun. Karena tubuh kekurangan oksigen, tubuh tanpak kebiru-biruan (cyanosis) dan dengan sorot mata yang tidak bersinar. Terjadi pula disfungsi pada sistem syaraf pusat. Keracunan yang berlanjut akan menyebabkan kehilangan keseimbangan, kejang-kejang, lumpuh, dan dalam beberapa detik akhirnya ikan mengalami kematian. Pada dosis rendah, asam sianida tidak menimbulkan kematian, akan tetapi ikan yang secara terus menerus teracuni asam sianida, misalnya karena mengkonsumsi pakan yang mengandung asam sianida dalam kadar yang tidak mematikan, pertumbuhan hewan menjadi sangat terhambat dan diare. Langkah yang dapat dilakukan untuk menghilangkan atau mengurangi efek negatif sianida, yaitu : (1) menghilangkan sebanyak mungkin sianida sebelum suatu bahan makanan yang mengandung sianida dijadikan pakan, dan (2) mengikat sianida yang tersisa agar dapat dikeluarkan bersama-sama dengan feses. Asam sianida dapat dinetralisasikan dengan beberapa macam perlakuan. Beberapa studi tentang mekanisme penurunan anti nutrisi sianida dan peningkatan reduksinya dapat dilakukan dengan suplementasi sulfur anorganik maupun organik. Suplementasi sulfur
akan menghasilkan tiosianat, reaksi ini akan dibantu oleh
rodanase. Tiosianat akan dikeluarkan melalui urin. Pemberian garam ferosulfat dapat mengikat asam sianida dalam pakan sehingga hilang sifat racunnya. Pakan dapat disuplementasi dengan asam amino yang mengandung sulfur seperti metionin, sistin dan sistein supaya menghasilkan penampilan yang baik bagi ikan. Perlakuan lain yang dapat diberikan untuk mengurangi asam sianida adalah dengan
penyimpanan
yang
lama,
pengeringan,
penggilingan, fermentasi. dan pemasakan.
perendaman,
perebusan,
Cara pengeringan dapat dilakukan
dengan menggunakan sinar matahari dan dapat pula oven. Pengeringan dengan oven pada suhu 45 sampai 55oC selama 4 jam dapat menurunkan 75 persen kadar asam sianida.
Cara pemanasan dengan menggunakan sumber panas matahari merupakan
cara yang paling murah dan mudah dilakukan peternak pedesaan. Perendaman dalam air selama lima hari dapat menurunkan asam sianida dari 97 persen menjadi 45 persen. Telah dijelaskan bahwa keracunan sianida terjadi akibat timbulnya ikatan yang kuat antara enzim sitokrom oksidase dengan ion sianida. Mengobati keracunan dilakukan untuk mencegah terjadinya ikatan tersebut. Telah diketahui bahwa ion sianida berikatan dengan Fe3+, tetapi tidak dengan Fe2+. Dalam tubuh Na-nitrit akan merubah
Fe2+ pada
ion
hemoglobin
menjadi
ion
Fe3+ (methemoglobin).
Methemoglobin ini dapat berikatan dengan CN membentuk sian-methemoglobin. Ikatan CN-methemoglobin ini tidak menimbulkan keracunan.
Terjadi kompetisi
antara methemoglobin dan sitokrom oksidase untuk mengikat CN, dengan demikian pengikatan CN oleh sitokrom oksidase menjadi minimal. CN dalam ikatan CNmethemoglobin ini selanjutnya dikeluarkan dengan memberi injeksi Na-thiosulfat. CN bersenyawa dengan Na-tiosulfat membentuk tiosianat yang tidak beracun dan mudah dikeluarkan lewat urin. 8.2.3.2. Anti Tripsin
Anti tripsin atau inhibitor tripsin adalah senyawa penghambat kerja tripsin yang secara alami terdapat pada kedelai, lima bean (kara), gandum, ubi jalar, kentang, kecipir, kacang polong, umbi legume, alfalfa, sorghum, kacang fava, beras dan ovomucoid, semuanya merupakan protein dengan berat molekul rendah, kecuali anti tripsin yang terdapat pada ovomucoid yang terdiri dari 75 persen asam amino dan 25 persen karbohidrat. Pada umumnya anti tripsin adalah senyawa yang terdiri dari asam amino dengan bentuk struktur Gambar 8.14. sebagai berikut. H
H
R 1
C
C
R 2
O
N
C H
Keterangan : R1 terdiri daru lisin dan arginin R2 terdiri dari fenilalanin, triptofan, tirosin, leusin, asam aspartat dan asam glutamat Gambar 8.14. Struktur anti tripsin
Dalam kacang kedelai, anti tripsin mempunyai dua macam tipe yaitu : (1) Kunitz inhibitor yang mempunyai ukuran molekul 20.000 sampai dengan 25.000 dengan aktifitas yang spesifik pada tripsin, terdiri dari 181 residu asam amino dengan 2 ikatan disulfida dan 63 asam amino yang aktif. Kunitz inhibitor bergabung dengan stichiometically tripsin yaitu 1 mol inhibitor tidak aktif, 1 mol tripsin yang reaksinya terjadi seketika dan salah satu bentuknya sangat sempit.
Kunitz inhibitor
menunjukkan reaksi tripsin sebagai penghambat dengan cara yang sama yaitu reaksi dengan pencernaan protein lain, tetapi sejumlah ikatan non kovalen dibentuk pada tempat aktif dalam sebuah ikatan kompleks yang tidak dapat dirubah dan (2) Bowman-Birk inhibitor (BBI) yang mempunyai ukuran molekul 6.000 sampai dengan 10.000 dengan proporsi ikatan disulfida tinggi dan dengan aktifitas menghambat tripsin dan kimotripsin dengan cara mengikat pada tempat yang bebas, dan larut dalam 60 persen etanol tetapi tidak larut dalam aseton. BBI mempunyai dua tempat aktif yaitu satu menjepit tripsin dan yang satu menjepit kimotripsin kompleks. BBI mempunyai rantai tunggal polipeptida dengan 71 asam amino dan 7 ikatan disulfida. Mekanisme kerja anti tripsin dalam tubuh ternak dimulai dengan interaksi antara tripsin (T) dengan substrat inhibitor (I) yang mengandung lisin dan arginin dan membentuk ikatan peptida berbentuk tetrahedral (TI)t.
Bila reaksi terjadi dalam
keadaan asam, maka anti tripsin akan cenderung menjadi substrat normal (TI)t. Kemudian melalui pemecahan ikatan peptida dari enzim asal (TI)a, akan terbentuk senyawa antara tetrahedral yang kedua (TI)t dan selanjutnya dihasilkan lagi senyawa
antara inhibitor (I) kedua. Mekanisme interaksi antara tripsin dengan inhibitor dapat dilihat pada Gambar 8.15.
NH2 NH
NH2
NH OH OH H2O -OH-C=O-O-C-OH-O-C O-O-C-OH-OH-C=O (T)(I)
NH
(TI)t
(TI)a
(TI)T
(I)
Gambar 8.15. Mekanisme interaksi antara tripsin dengan inhibitor
Anti tripsin akan memacu pembentukan dan sekaligus pelepasan zat seperti pankreozimin yang bersifat seperti hormon dari dinding usus.
Zat ini akan
merangsang pengeluaran enzim dari pankreas. Seperti diketahui pengeluaran enzim dari pankreas diatur oleh mekanisme umpan balik karena adanya tripsin dan kimotripsin dalam usus.
Jelasnya, berkurangnya jumlah tripsin dan kimotripsin
dalam usus akan merangsang pengeluaran enzim-enzim pankreas dengan jalan mengikat tripsin dan kimotripsin aktif dalam usus halus. Dengan demikian dengan adanya anti tripsin, pankreas akan mengeluarkan enzim secara berlebihan. Karena enzim itu sendiri adalah protein, maka ternak yang diberi pakan yang mengandung anti tripsin tidak saja tidak dapat menggunakan protein yang terdapat dalam pakan tersebut, melainkan juga kehilangan protein tubuh lewat enzim yang dieluarkan secara berlebihan.
Akibatnya ikan yang mengkonsumsi pakan yang mengandung
anti tripsin akan mengalami beberapa gejala seperti kesulitan mengkonsumsi pakan, hipertropi pankreatik dengan adanya peningkatan jumlah sel-sel jaringan pankreas,
gangguan pencernaan protein, gangguan absorpsi lemak, pengurangan sulfur asam amino dan terhambatnya pertumbuhan. Pakan ikan yang mengandung anti tripsin cenderung akan membentuk perluasan pankreas. Spesies yang berat pankreasnya melebihi 0,3 persen terhadap berat tubuh akan cenderung meningkatkan perluasan pankreas, dimana pengecilan ukuran pankreas menjadi tidak mungkin. sekresi tripsin.
Perluasan pankreas akan memperbesar
Tripsin yang berlimpah dari perluasan pankreas menyebabkan
kekurangan sulfur asam amino. Efek yang paling akhir terjadi adalah terhambatnya pertumbuhan. Hampir semua anti tripsin dalam tanaman dapat dirusak o leh panas. Lebih dari 95 persen aktifitasnya dirusak dengan perlakuan panas dalam waktu 15 menit pada suhu 100oC. Penggilingan pakan yang menggunakan ekstruder sangat efektif dalam menghancurkan anti tripsin. Faktor penting dalam mengontrol perusakan anti tripsin adalah suhu, lama pemanasan, ukuran partikel dan kandungan air. Pemanasan yang berlebihan akan merusak zat makanan yang lain seperti asam amino dan vitamin. 8.2.3.3. Aflatoksin
Aflatoksin merupakan kelompok yang terkait dengan keluarga struktur bisfuranocoumarin yang diproduksi terutama oleh strain beracun dari aspergilus flavus dan Aspergilus parasiticus. Hanya separuh dari strain tersebut yang diketahui memproduksi racun. Meskipun jamur-jamur lain seperti Penicullum spp, Rhizopus spp, Mucor spp dan streptomyces spp dapat memproduksi aflatoksin namun relevansinya terhadap produksi ternak belum dapat diketahui.
Nama aflatoksin
berasal dari Aspergillus (a), flavus (fla) dan toxin. Aflatoksin dihasilkan oleh strain aspergillus yang tersebar luas dalam air dan tanah. Pada saat kondisi lingkungan mendukung, tersedia substrat (berupa pakan atau benih) sumber nutrisi, maka jamur akan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Bentuk akhir dari aflatoksin akan sangat tergantung pada kondisi lingkungan (suhu, kelembaban dan aerasi), substrat serta tipe jamur. Sebagai contohnya aspergillus
flavus yang tumbuh pada jagung, spasies ini akan memproduksi aflatoksin jenis B1 dan B2, sementara aspergillus parasiticus yang tumbuh pada jenis jagung yang sama akan mampu menghasilkan keempat jenis racun tersebut. Sedangkan pada kedelai, hanya sedikit aflatoksin B1 yang dapat dihasilkan oleh kedua jenis aspergillus tersebut. Aspergillus flavus merupakan koloni jamur yang dapat menyerang benih. Aspergillus flavus dapat membentuk koloni pada berbagai biji-bijian sumber pakan ternak yang penting, termasuk dalam hal ini adalah jagung, padi-padian, kacangkacangan, biji kapuk, gaplek, kopra dan berbagai jenis biji-bijian yang lain. Secara umum faktor lingkungan yang dibutuhkan untuk tumbuhnya jamur penghasil aflatoksin tersebut adalah kelembaban lebih kurang 14 persen dan suhu lebih kurang 25 persen serta aerasi (O2) tertentu. Apabila persyaratan tersebut dipenuhi maka investasi jamur akan terjadi dengan cepat. Periode kritis yang berpotensi tinggi untuk investasi jamur tersebut adalah periode pertumbuhan, periode panen, saat transportasi dan dalam periode penyimpanan sangat rentan bagi tiga macam bahan, yaitu jagung, biji kapuk dan kacang-kacangan. Kelompok padi dan kedelai biasanya terserang pada saat periode penyimpanan.
Faktor kondisi penyimpanan yang memacu munculnya jamur
disamping kelembaban dan suhu optimal juga pengaturan tingkat aerasi, karena perbedaan suhu dapat menyebabkan migrasi kelembaban udara, rusaknya kernel dan spora yang disebabkan oleh serangga serta harus terbebas dari debu, biji benih rumput, dan pecahan kernel juga sanitasi didalam gudang harus diperhatikan secara benar. Pada jagung yang ditanam sepanjang musim kering dapat mengalami kerusakan akibat serangga seperti ulat atau kumbang yang memakan bagian dalam kernel.
Kernel yang telah rusak akan lebih mudah terserang spora jamur yang
mungkin terbawa pada tubuh serangga. Kemudian spora tumbuh dan berkembang biak dengan menggunakan nutrisi yang dihasilkan oleh kernel.
Faktor pemacu
meningkatnya kontaminasi aflatoksin pada jagung adalah tertinggalnya jagung diladang setelah tua, penanaman tertutup, kompetisi dengan semak dan tumput,
kelembaban jagung tinggi, mampu meningkatkan produksi aflatoksin. Penyimpanan dalam silo hampa udara, atau penggunaan beberapa zat pengawet dapat memperlambat pertumbuhan jamur secara efektif. Penyimpanan jagung kering secara non aerobik akan dapat menyebabkan invasi berbagai jamur. Sedangkan untuk sisa pakan yang ingin digunakan lebih dari sehari atau dua hari dapat disimpan dalam kotak pakan maupun di dalam tempat pakan. Pada biji kapuk, aflatoksin merupakan masalah utama yang disebabkan oleh serangan serangga.
Aspoergillus flavus menembus dinding karpel biji kapuk
sehingga timbul kerusakan yang akn dipergunakan sebagai lubang keluar ulat kapuk yang berwarna pink.
Kontaminasi kronis di lapangan terkait dengan kondisi suhu
lingkungan sekitar 34oC atau lebih sepanjang musim semi (Juli sampai dengan Agustus di USA) yang disertai hujan deras yang tiba-tiba. Apabila pemanenan biji kapuk dilakukan sebelum uap air/kelembaban menguap, biasanya aflatoksin akan segera timbul dalam penyimpanan. Saat biji kapuk yang berisi aflatoksin diambil minyaknya, maka sebagian besar racunnya terkumpul di dalam bungkilnya. Bungkil biji kapuk merupakan sumber protein untuk pakan ternak dan unggas. Pada tahun 1960 terjadi kasus serius dalam penetasan ikan Trout yang diberi bungkil biji kapuk karena timbul kanker hati akibat aflatoksin yang terkandung dalam bungkil biji kapuk tersebut. Sedangkan pemberian bungkil biji kapuk yang terkontaminasi aflatoksin untuk ternak perah menimbulkan masalah akibat adanya kemungkinan terjadi translokasi metabolis aflatoksin M1 ke dalam air susu. Sedangkan pada kacang tanah, jamur Aspergillus spp. dapat muncul ketika kacang masih berada di dalam tanah dan belum digali, saat dikeringkan atau dianginanginkan serta dalam periode penyimpanan. Sebelum penggalian, invasi telah timbul akibat dipacu oleh tekanan musim kering, kerusakan biji kacang ataupun ketuaan. Setelah penggalian, invasi dan pembentukan jamur didukung dengan kelembaban 14 sampai dengan 30 persen namun dapat dicegah dengan kelembaban yang lebih tinggi. Bungkil kacang tanah yang digunakan sebagai pakan biasanya membawa sejumlah besar spora aspergillus, akibatnya apabila kondisi kelembaban dan suhu lingkungan
mendukung maka penyebaran spora akan terjadi dengan cepat dan mudah berkembang biak. Proses pembentukan aflatoksin dalam tumbuhan secara umum dapat digambarkan pada Gambar 8.16.
Gen Regulasi transkripsional MRNA Regulasi translasional Protein belum sempurna (proenzime) Regulasi translasional akhir Protein sempurna (Enzim Ketersediaan substrat Produk enzim (aflatoksin Gambar 8.16. Tahap regulasi molekuler biosintesis enzim dari aflatoksin
Sedangkan mekanisme perubahan dalam proses pembentukan aflatoksin dalam tubuh ternak sehingga menimbulkan efek racun bagi ternak meliputi empat reaksi toksikologis metabolis yang terjadi pada ikan. Pertama, terjadi ketidakstabilan pada AFB1 yang merupakan akibat dari bentuk reaktif intermediat oleh enzim MFO (Mixed Function Oxide). Oksida tersebut sangat kuat karena bersifat elektrophilik, akibatnya ikatan kovalen berbagai nukleophilik sel seperti asam amino (RNA dan DNA) maupun protein (metionin, sistein dan histidin) berubah saluran. Sehingga dapat mengakibatkan gangguan fungsi komponen selular tersebut.
Sebagai
contohnya telah ditemukan bukti bahwa AFB1 2,3 - oksida dan dihidriol
mengakibatkan terjadi pembentukan molekuler spontan akibat perubahan kondisi pH sehingga membentuk ikatan ionik kovalen dengan protein dan membentuk Schiff base. Sebuah jalur alternatif dapat terbentuk secara langsung pada cincin katalisasi hidroksilasi dengan 2 posisi, yaitu pembentukan AFB2a, yang juga dapat membentuk Schiff base secara molekuler dengan kelompok asam amino utama protein. Interaksi nonspesifik yang lebih lanjut dengan protein termasuk kunci enzim dapat berakibat fatal bagi sel-sel jantung. Reaksi metabolik yang ketiga tidak melibatkan MFO tetapi lebih banyak terjadi dengan melibatkan sitosol dan dikatalisasi oleh sebuah enzim reduktase (NADPH) terpisah, dan membentuk aflatoksicol (AFL). Hal ini membuktikan bahwa reaksi setiap ternak terhadap AFB1 berhubungan secara langsung dengan laju produksi AFL. Reaksi metabolik selanjutnya adalah hidroksilasi AFB1 membentuk AFM1. Meskipun hasil reaksi metabolik tidak seganas atau sekarsinogenik AFB1 namun tetap sama saja pengaruhnya karena AFM1 merupakan zat racun penyebab utama rusaknya produksi pada ternak seperti produksi susu.
Sebab dalam kasus
karsinogisitas ternak dapat mengakibatkan kontaminasi pada sebuah rantai makanan di lingkungan. Keracunan akibat aflatoksin yang terjadi pada ikan dapat dikatagorikan dalam dua tingkat, yaitu tingkat keracunan akut dan kronis. Pada dasarnya organ target racun aflatoksin pada semua ikan adalah organ hati. Efek kumulatif yang fatal pada ikan adalah rusaknya fungsi hati. Setelah sejumlah toksin AFB1 terbentuk maka hepatosit akan segera mengalami perubahan cepat melibatkan lipid, yang mengakibatkan nekrosis (kematian sel).
Hal ini diyakini terjadi akibat interaksi
nonspesifik AFB1 maupun aktifnya kerja berbagai sel protein. Terjadinya interaksi dengan kunci enzim dapat mengganggu proses metabolis dasar dalam sel-sel seperti metabolisme karbohidrat dan lipid serta sintesis protein. Terjadinya modifikasi sifat permeabilitas hepatosit atau sub selular organel-organel terutama mitokondria akan menyebabkan nekrosis.
Dengan rusaknya fungsi hati maka akan diikuti dengan munculnya efek lain seperti rusaknya mekanisme penggumpalan darah, ikterus dan penurunan produksi serum protein esensial yang disentesa dalam hati. Melemahnya sistem penggumpalan darah dan meningkatnya kerapuhan kapiler memepngaruhi luas hemoraging, termasuk akumulasi darah dalam saluran gastrointestinal.
Selain kerusakan hati,
dengan dosis yang lebih tinggi pada beberapa spesies akan dapat menyebabkan nekrosis pada tubulus ginjal. Meskipun kelenjar timus merupakan organ target pada kasus aflatoksin akut, namun menurut daya tahan tubuh lebih terkait dengan aflatoksikosis kronis. Alfatoksikosis kronis dapat terjadi apabila terdapat jenjang waktu yang lebih lama dalam proses penyerapan racun tingkat rendah. Efek yang timbul tidak jelas ataupun dapat dibuktikan secara klinis seperti pada kasus aflatoksikosis akut. Secara umum pengaruhnya pada ikan adalah menyebabkan penurunan pertumbuhan, penurunan produksi telur dan penurunan daya tahan tubuh. Kerusakan hati juga dapat terjadi dalam kasus aflatoksikosis kronis pada semua spesies. Pada kasus nekropsi, warna hati menjadi pucat atau kuning dan gizzard bengkak Terjadinya ikterus dan hemoraging tidak dapat diprediksi secara tepat karena setiap spesies ternak memiliki kerentanan berbeda terhadap jenis jamur serta dosis aflatoksin yang terkandung. Perubahan histologis melibatkan akumulasi sub selular pada lemak, fibrosa dan perkembangan sel empedu bagian luar. Secara umum lebih dari 90 persen kadar aflatoksin yang ada serta kemungkinan diserap oleh jaringan tubuh tidak dapat diketahui secara cepat apakah racun tersebut ditahan untuk periode waktu yang cukup lama atau dikeluarkan. Konsentrasi residu tertinggi terletak pada organ hati, dengan kadar terendah dalam ginjal dan kemungkinan juga dalam otot. Ada beberapa metode konvensional yang dapat diterapkan untuk menangani kontaminasi aflatoksin pasca panen, yaitu : (1) mengatur irigasi ladang, (2) mempergunakan pestisida guna menghalangi pertumbuhan jamur aflatoksigenik tumbuhan inang yang memudahkan invasi jamur penghasil aflatoksin dan (3)
mencoba beberapa jenis/varietas tanaman untuk mengacak resistensi jamur tersebut. Penerapan cara konvensional tersebut cukup efektif guna menurunkan tingkat kontaminasi aflatoksin pada hasil panen hingga tingkat yang paling rendah.
8.2.3.4. Cyclopropionid
Cyclopropinoid adal;ah jaringan asam lemak tak jenuh yang terdiri atas sterculit dan asam malvalit yang terbentuk dalam minyak biji kapuk pada tingkat 12% dari minyak mentah pada rposes pembuatan yang kurang sempurna. Dilihat dari ciri fisik yang dimiliki oleh asam cyclopropinoid yakni sejenis obat bius dimana mengikat organel dalam sel yang menghasilkan energi, mempunyai serat kasar tinggi, palatabilitas rendah yang terdiri atas selulosa, hemiselulosa, lignin dan silikat. Adapun rumus bangun dari Cyclopropinoid terdapat pada Gambar 8.17.
CH2 H3C
(CH2)7
C
C
(CH2)7
COOH
(CH2)6
COOH
Asam Sterkulat
CH2 H3C
(CH2)7
C
C
Asam Malvalat
Gambar 8.17. Komposisi kimia cyclopropinoid
Kapuk merupakan tanaman pekarangan, pinggir-pinggir jalan atau di galengan sawah. Seperti halnya dengan kapas, yang penting dipandang dari segi ilmu makanan ternak adalah bijinya (produk dari biji). Biji tersebut mempunyai daging yang dapat mencapai 50% dan daging biji itu mengandung protein yang lebih tinggi (dibanding
dengan biji kapuk yang lengkap dengan kulit) yakni 52-56%. Minyak yang dikandungnya berkisar antara 22-25 dari BK. Setelah lemak dikeluarkan, tinggal bungkilnya yang dapat dipergunakan sebagai pupuk organik ataupun sebagai pakan ternak. Seperti halnya bungkil-bungkulan lain, bungkil biji kapuk mempunyai protein kasar yang cukup tinggi (+ 28%). Bungkil biji kapuk selain mengandung zat-zat pakan yang tinggi juga menghasilkan beberapa faktor pembatas diantaranya zat anti nutrisi berupa asam cyclopropinoid sebesar 10-13% dan adamnya selulosa yang dapat menurunkan daya cerna ternak. Faktor pembatas ini mempunyai sifat sebagai obat bius, karena mempunyai palatabilitas rendah penggunaannya sebagai bahan pakan ternak perlu dibatasi. Asam cyclopropinoid ini berasal dari gugus amida dengan rumus kimia C3H6 Bagaimana pakan itu bekerja dalam sistem metabolisme tubuh ikan itu sendiri, disini gambarannya adalah asas cyclopropinoid karena sifatnya berefek penenang (obat bius) akibatnya adalah dapat merubah metabolisme lemak dimana komposisi lemak berubah yaitu lebih banyak asam lemak yang mengandung stearat pada oleat, dan akhirnya asam lemak stearat ini sulit terdegradasi dan diserap oleh usus sehingga terjadi penimbunan lemak yang tinggi. Selain itu adanya gangguan pada metabolisme pakan sehingga penyerapan zat-zat makanan menjadi lambat. Gejala-gejala keracunan yang terlihat pada ikan mengkonsumsi bungkil biji kapuk antara lain : penurunan produksi telur, penurunan efisisiensi penggunaan pakan, penurunan selera makan, penurunan bobot badan, penurunan fertilitas, penurunan daya tetas, penurunan pertumbuhan, dilatasi dinding pembuluh darah dan terjadi kematian. Dengan adanya gejala keracunan diatas sangat jelas sekali menimbulkan efek negatif yang mempengaruhi ikan tersebut. Oleh karena itu, cara pencegahan yang dapat dilakukan dalam mengatasi masalah keracunan diatas adalah apabila sebelum digunakan, dinetralkan terlebih dahulu dengan berbagai cara misalnya dengan proses sulfitasi yaitu dengan cara mengalirkan sulfur dioksida terhadap minyak stercula faebida (pada minyak biji kapuk) yang mengandung asam sterculat yang dapat
merusak cincin cyclopropena dan merusak reaktifitas halpen atan memberikan reaksi negatif terhadap uji Halpen dari minyak secara total. Jadi apabila bungil biji kapuk tersebut digunakan sebagai pakan ikan maka cyclopropinoid sudah bersifat netral dan sudah tidak berbahaya bagi ikan.
8.2.3.5. Mimosin
Mimosin merupakan senyawa asam amin heterosiklik, yaitu asam amino yang mempunyai rantai karbon melingkar dengan gugus berbeda. Dalam hal ini yang mempunyai gugus keton dan hidroksil pada inti pirimidinya, yang diketahui bersifat toxic. Mimosin sering disebut leusenina, dengan rumus molekul C8H10O4N2. Dilihat dari strukturnya mimosin merupakan turunan dari protein , hal ini dicirikan oleh adanya unsur N pada strukturnya. Sebab hal yang membedakan antara protein dengan karbohodrat dan lemak secara struktural adalah adanya unsur N. Secara struktural mimosin hampir sama dengan tyrosin , tapi berbeda pada fungsinya. yaitu merupakan zat anti nutrisi ysng berada pada salah satu bahan pakan, dimana zat tersebut apabila dikonsumsi oleh ternak dapat menyebabkan penurunan penampilan hewan ternak tersebut. Bahkan pada salah satu zat ani nutrisi lain dapat menyebabkan kematian. Sedangkan tyrosin merupakan hormon yang berfungsi sebagai pencegah gondok. Mimosin mempunyai rumus bangun pada Gambar 8.18. HO O
NH2 N
CH2
CH
COOH
Gambar 8.18. Komposisi kimia mimosin
Mimosin banyak ditemukan pada tanaman famili leguminosa , yang terutama pada tanaman lamtoro atau petai (Leucena Leucoceaphala). Pada bagian biji sebanyak 1 - 4%, jiga terdapat pada bagian daun dan batang. Terdapat pula pada
tanaman liar berbentuk perdu yaitu putri malu (Mimosa Pudica) juga famili legeuminosa yang dikenal sebagai tanaman semak belukar. Dimana tanaman tersebut diketahui banyak mengandung protein dan sangat bagus digunakan sebagai pakan ikan. Diketahui pada tanaman tersebut mempunyai palatabilitas yang tinggi, pertumbuhannya cepat, mudah tumbuh dan mempunyai kandungan protein mencapai 25 – 30% , dan merupakan tumbuham yang hidup subur pada daerah tropis. Sistem metabolisme mimosin dalam tumbuhan adalah sesuai dengan sistem metabolisme protein yang dihasilkan oleh tumbuhan tersebut (lamtoro) . Atau dengan kata lain mimosin terkandung dalam protein dalam daun maupun dalm biji lamtoro. Penelitian mendalam mengenai senyawa ini belum banyak dilakukan, beberapa ahli mendapatkan gejala keracunan. Menurut beberapa penelitian deangan memberikan makanan pada percobaan tikus sebanyak 1% mimosin akan menyebabkan gajala toxic dengan terjadinya alopecia, penghambatan pertumbuhan dan gejala memperpendak umur tikus. Percobaan lain menyatakan dengan esktrak lamtoro pada makanan tikus ternyata menyebabkan kerusakan pada
folikel rambut, sehingga merusak rambut
bersangkutan. Ternyata beberapa pengamat mensinyalir adanya gejala rontok rambut pada manusia bila makan bahan senyawa ini. Pada dasarnya mimosin merupakan faktor penyebab terjadinya kekurangan darah (animea) pada tubuh ikan, sehingga hal tersebut dapat menyebabkan gangguan– gangguan lain yang dapat menurunkan penampilan ikan. Sedang efek lain yang terjadi pada ikan adalah dapat menyebabkan pertumbuhan terhambat serta gangguan reproduksi. Menurut fungsinya mimosin mempunyai fungsi yang berlawanan dengan asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh. Apabila ikan dalam keadaan tertekan atau stress maka akan mengakibatkan peyerapan mimosin dalam tubuh akan lebih cepat dibanding dengan penyerapan asam amino. Sehingga ikan akan lebih banyak menderita keracunan. Protein yang ada dalam tepung daun lamtoro yang diberikan pada ikan akan diuibah menjadi asam amino yang dibutuhkan tubuh ikan, dan salah satu dari asam
amino tersebut adalah mimosin. Selanjutnya mimosin tersebut dihidrolisa dalam tubuh dan menjadi senyawa yang lebih kompleks yaitu 3.4-dihydroxypyridine (DHP). DHP ini yang menyebabkan terhambatnya fungsi iodin dalam kelenjar tyroid . Adanya metabolisme DHP tersebut yang dapat menyebabkan racun dalam metabolisme tuubuh. Sedang faktor penyebab animea adalah dikarenakan metabolisme dimetyl disufide. Pencegahan dapat dilakukan dengan membatasi pemberian bahan pakan yang mengandung senyawa tersebut dalam ransum yaitu kurang dari 5%. Mimosin diketahui stabil dan sedikit larut dalam air. Kelarutannya adalah 1 : 500 (1 gram dalam 500 cc air) sehingga apabila senyawa tersebut dilarutkan lebih dari 500cc air maka senyawa tersebut akan berkurang sifat toxiknya. Mimosin merupakan senyawa yang tidak mudah rusak pada pemanasan biasa , kadar kerusakannya mulai terjadi jika dilakukan pemanasan tinggi, sekitar 227-2280C, hal ini dapt dipakai sebagai pencegahan keracunan dengan memanasan terlebih dulu bahan paka yang mengandung senyawa tersebut sebelum diberikan kepada ikan. 8.2.3.6. Gosypol
Gosypol merupakan salah satu dari sekian banyak zat anti nutrisi yang banyak terdapat pada pakan ikan, dan merupakan senyawa golongan polifenol dengan nama kimia 1,1’-6,6’-7,7’–heksahidroksi–5,5’–diisopropil–3,3’–dimetil (2,2’–binaflatena)– 8,8’–dikarboksaldehida yang lebih mudah disebut gosypol dengan rumus kimia C30 H30O8. Gosypol adalah padatan berbentuk habkur kuning dengan bobot molekul 518,5. Gosypol memiliki gugus fungsional yang reaktif terhadap senyawa didalam tubuh terutama yang memiliki gugus amino dan ion besi sehingga menganggu reaksi biokimia tubuh. Gosypol adalah senyawa reaktif dan menunjukkan keasaman kuat yang dapat bertindak sebagai fenol ataupun aldehid, gosypol dengan asam dibasis membentuk garam netral bila dilarutkan dalam alkali. Gosypsol pada titik leleh suhu 1840C terkristalisasi dalam eter pada suhu 1990C dalam chloroform dan pada suhu 2140C
dalam ligroin. Adanya interval yang banyak karena polimerfisma dari gypsol . Dalam bentuk kristal mudah larut dalam larutan organik dan sangat peka terhadap cahaya. Gosypol pada umumnya terdapat didalam biji-bijian seperti biji kapas, biji kapuk, ataupun biji okra, selain itu terdapaat pula pada bagian lain dari tanaman seperti batang, daun , benang sari dan kulit kapas. Pada tanaman kapas sebagai salah satu penghasil bungkil yang merupakan penghasil protein dan energi yang tinggi bagi makanan ikan. Tetapi sangat disayangkan protein tersebut tidak dapat digunakan secara bebas oleh ikan karena mengandung polifenol, gosypol bebas ataupun yang terikat dapat meracuni ikan yang memakannya. Gosypol bebas adalah yang paling berbahaya , bungkil biji kapas yang kaya akan gosypol mengandung
± 0,517%
sedangkan gosypol yang terikat misalnya dengan senyawa FeSO4 tidak berbahaya. Dalam praktek 400 mg gosypol bebas per kg makanan dapat meimbulkan gejala keracunan dalam 6-8 minggu, Gejala-gejala keracunan tersebut erat hubungannya dengan konsentrasi dan waktu gosypol tersebut dimakan oleh ikan yang bersangkutan. Efek gosypol terlihat nyata pada beberapa hari setelah ikan tersebut memakan gosypol. Pemberian buungkil biji kapas pada ikan memberikan pengaruh terhadap penurunan kualitas telur.
Minyak biji kapas mengandung asan lemak
dengan rantai cyclopropena yang mana menyebabkan warna merah jambu pada putih telur , asam lemak ini juga yang menyebabkan deposisi yang besar dari stearic dam asam palnitik didalam depot lemak. Jadi telur ikan yang mengkonsumsi minyak biji kapas memiliki asam stearic lebih besar. Diketahui bahwa gosypol tersebut terlebih dulu berakumulasi dalam berbagai jaringan tubuh sebelum menimbulkan gejala keracunan. Penimbunannya terutama dalam hati. Proses akumulasi dapat berlangsung selama 28 hari kemudian cendrung menurun (kuadratik). Sifat akumulasi tersebut teramanifestasi pula dalam nafsu makan dari ikan yang bersangkutan. Akumulasi tersebut akan menghilang setelah 3 minggu diberhentikan dari pemberian sumber gosypol (proses deplesi), sifat deplesi tersebut sangat menguntungkan pihak konsumen apabila 3 minggu sebelum dipanen,
ikan tidak diberi pakan yang mengandung gosypol. Gosypol dikeluarkan dari hati melalui empedu, sebenarnya meskipun gosypol tersebut belum hilang dalam jaringan tubuh ikan yang dipanen, bahaya pada konsumen/manusia tetap kurang oleh karena jumlah hati yang termakan relatif sedikit dan banyak gosypol yang menjadi non aktif bila dipanasi atau dimasak. Karena adanya zat racun gosypol dalam pakan maka akan dapat menghambat dan menurunkan kualitas telur (kuning telur menjadi berwarna hijau kebiru-biruan dan putih telurnya menjadi agak berwarna merah jambu). Penurunan nafsu makan, bobot badan dan kadar Hb dalam darah atau berkurangnya sel darah merah dalam tubuh. Hidrolis dari phitin didalam bungkil biji kapas tidak hanya membebaskan posphor untuk digunakan ikan tetapi juga membuat bebasnya beberapa protein dari protein phytat kompleks, keberadaan keduanya yaitu asam amino dan energi metabolisme menambah nilai bungkil. Hidrolis phytat dari phytin juga menghasilkan reduksi zinc ang dibutuhkan oleh ayam. Lima puluh persen protein bungkil biji kapas memiliki nilai energi yang sama dengan 50% protein bungkil kedelai dan defisiensi asam amino dapat diperbaiki dengan penambahan methionin dan lisin yang membuka jalan untuk lebih banyak lagi penggunaan bungkil biji kapas dalam peningkatan efisiensi pakan khususnya di negara dimana produksi kapas melimpah dan sumber protein yang lain sangat mahal. Pengelolaan biji kapas yang baik dapat menghilangkan gosypol sehingga aman digunakan dalam jumlah tertentu untuk pakan ikan. Bungkil yang memiliki kandungan minyak yang sedikit sangat baik untuk menccegah terjadinya warna merah jambu pada putih telur. Gosypol dapat lepas dari kelenjar prigmen dengan mengekstrak bungkil dengan campuran azeoptropic hexena, aceton dan air (44 : 53 : 5) tetapi proses ini tidak digunakan secara komersial. Besi mempunyai sifat detoksinasi bila ditambahkan dalam makanan yang mengandung gosypol ataupun diberikan dalam air minum, karena preparat fe dapat menyebabkan gosypol tersebut menjadi tidak larut. Dosis penambahan preparat besi
Fe : Gosypol = 1 : 1 dan dosis yang lebih rendah tersebut dapat mengurangi penurunan berat badan tetapi tidak dapat mencegah keracunan. Sebaliknya dosis Fe yang terlalu tinggi pun sampai 3200 mg Fe/kg makanan juga dapat merugikan, menurunkan bobot badan walaupun gejala keracunan dapat diobati. Preparat Fe harus yang larut, bentuk ferro preparat yang tidak larut tidak akan ada gunanya untuk mencegah keracunan gosypol. Kalsium hidroksida dapat pula mencegah terjadinya keracunan seperti halnya preparat F bila ditambahkan dalam biji kapas dalam bentuk larutan. Cara pencegahan yang lain adalah dengan berbagai perlakuan dalam proses ektrasi lemaknya. Dalam pengeluaran lemak secara mekanis proses tersebut akan lebih mudah / baik jika biji kapas terlebih dahulu dipanasi (dengan uap panas) sambil diperas/pres . Panas tersebut akan memecah kelenjar resin dimana gosipol tersebut tersimpan. Dengan pecahnya kelenjar tersebut gosypol keluar bersama lemak /minyak dan menyebabkan bercampur dengan protein biji. Protein dan gosypol membentuk ikatan kompleks terutama karena gosypol berkaitan dengan asam amino bebas lisin dari protein yang bersangkutan. Protein kompleks tersebut kurang dapat dicerna oleh enzim-enzim protease sehingga gosypol tersebut tidak dapat diserap, dengan demikian nilai gizi dari protein yang diharapkan dari biji kapas tersebut pun menjadi turun. Prosesing tersebut tidak hanya menurunkan daya guna lisin tapi juga valin, treonin,leusin dan methionin. Prepres solven adalah cara yang menghasilkan bungkil yang rendah akan gosypol bebas dan kualitas protein yang relatif baik.Sedangkan ekstraksi langsung dengan pelarut (biasanya dengan hexana) menghasilkan bungkil yang banyak mengandung gosypol bebas tetapi kualitas proteinnya tinggi. Penggantian makanan yang mengandung gosypol adalah jalan yang lebih baik menghilangkan gosypol dalam tubuh dibandingkan penambahan preparat Fe, lagi pula penambahan preparat Fe saja tidak dapat meghilangkan secara tuntas gosypol yang telah dideposit kedalam hati.
8.2.3.8. Tannin
Tannin merupakan senyawa polifenolik dengan bobot molekul yang tinggi dan mempunyai kemampuan mengikat protein. Tannin terdiri dari katekin, leukoantosiannin dan asam hidroksi yang masing-masing dapat menimbulkan warna bila bereaksi dengan ion logam. Senyawa-senyawa yang dapat bereaksi dengan protein dalam proses penyamakan kulit kemungkinan besar terdiri dari katekin dengan berat molekul yang sedang, sedangkan katekin dengan berat molekul yang rendah ditemukan pada buah-buahan dan sayuran. Katekin dan epikatekin saling merupakan isomer, yaitu pada katekin, hidroksil-hidroksil pada cincin benzena berbentuk trans, sedangkan pada epikatekin berbentuk cis.
Tannin tidak dapat
mengkristal berbentuk senyawa koloid. Tannin disebut juga asam tanat dan asam galotanat. Tannin mulai tidak berwarna sampai berwarna kuning atau coklat. Asam tanat yang dibeli di pasaran mempunyai bobot molekul 1.701 dan kemungkinan besar terdiri dari pengambilan molekul asam galat dan sebuah molekul glukosa. Komposisi kimia katekin dan epikatekin dapat dilihat pada Gambar 8.19 berikut ini. OH OH O HO
OH OH Gambar 8.19. Komposisi kimia katekin dan epikatekin
Tannin terdiri dari dua kelompok, yaitu condensed tannin dan hydrolizable tannin.
Kelompok condensed tannin merupakan tipe tannin yang terkondensasi,
tahan terhadap degradasi enzim, tahan terhadap hidrolisa asam, dimetilasi dengan penambahan metionin, sering kompleks susunannya dan banyak dijumpai dalam bijibijian sorghum.
Condensed tannin diperoleh dari kondensasi flavanol-flavanol
seperti catechin dan epicatechin, tidak mengandung gula dan mengikat protein sangat kuat sehingga menjadi rusak. Komposisi kimianya dapat dilihat pada Gambar 8.20.
OH HO
OH OH OH OH HO
OH OH OH OH HO
OH OH HO
Gambar 8.20. Komposisi kimia condensed tannin.
Hydrolisable tannin mudah terhidrolisis oleh asam-asam alkali serta enzim, menghasilkan glukosa dan asam aromatik yaitu asam galat dan asam ellagat, terdiri dari residu gula-gula. Hydrolizable tannin disebut sering juga dengan asam galat karena merupakan senyawa karbohidrat yang terdiri dari molekul glukosa dan 10 asam galat.
Hydrolizable tannin terdiri darai dua macam, yaitu gallotannin dan
ellagitannin. Gallotannin merupakan senyawa ester dari glukosa dengan asam galat. Ellagitannin
merupakan
ester
dari
glukosa
dengan
asam
ellagat
(asam
heksahidroksifelat).
Contoh hydrolizable tannin adalah asam klorogenik yang
termasuk dalam kelompok gallic acid. Komposisi kimia hydrolizable tannin dapat dilihat pada Gambar 8.21. berikut ini.
HO COOH O HO
-CH=CH-C-O OH
HO
OH
Gambar 8.21. Komposisi kimia hydrolizable tannin
Istilah tannin diperoleh dari penggunaan mengekstrak (menyadap) tumbuhan (pohon hidup) pada bagian kulitnya, terutama warna kulit. Letak tannin dalam bijian tumbuhan biasanya terdapat pada bagian pericarp, testa, dan juga pada germnya. Bahan pakan yang mengandung tannin antara lain adalah biji sorghum, biji bunga matahari, biji kapas, kacang tanah, biji lobak, kecipir, alfalfa, delima, lamtoro dan masih banyak lagi tumbuhan yang mengandung tannin. Sistem metabolisme dalam tumbuhan penghasil tannin adalah adanya ikatan hidrogen yang terbentuk antara hidroksi fenol dan kelompok peptida yang terjadi pada selaput kolagen menjadi bentuk ikatan silang antara rantai protein yang saling berdekatan.
Oksidasi fenol dalam tannin menjadi quinon memberikan kenaikan
ikatan kovalen dengan epsilon asam-asam amino yaitu lisin dan arginin yang selanjutnya dapat meningkatkan daya tahan kulit, tahan terhadap aksi bakteri, panas dan abrasi. Hal tersebut menyebabkan pakan yang mengandung tannin memiliki
daya cerna dan palatabilitas yang rendah.
Sistem metabolisme tannin dalam
tumbuhan dapat dilihat pada Gambar 8.22. berikut ini.
HO
-CH=CH-COOH
HO Caffeic acid
Oksidasi polifenol
O HO
CH=CH-COOH Caffaqumone
Gambar 8.22. Sistem metabolisme tannin
Tannin mempunyai kemampuan mengendapkan protein, karena tannin mengandung sejumlah kelompok fungsional ikatan yang kuat dengan molekul protein dan menghasilkan ikatan silang yang besar dan kompleks yaitu protein-tannin. Terdapat tiga mekanisme reaksi antara tannin dengan protein sehingga terjadi ikatan yang cukup kuat antara keduanya, yaitu :
1. Ikatan hidrogen dengan gugus OH pada tannin dan gugus reseptornya. Misalnya antara NH dengan OH pada protein. 2. Ikatan ion antara gugus anion pada tannin dengan gugus kation pada protein. 3. Ikatan cabang kovalen antara quinon dan bermacam-macam gugus reaktif pada protein Ikatan diatas menyebabkan tannin akan segera mengikat protein pakan dalam saluran pencernaan dan menyebabkan pakan menjadi sulit dicerna oleh enzim-enzim pencernaan. Interaksi tannin dengan protein dalam ludah (saliva) dan glikoprotein dalam mulut menyebabkan rasa mengkerut (menyempit) pada mulut. Dalam tubuh ikan, pemberian pakan yang mengandung sedikit tidak membahayakan. Akan tetapi apabila kadar tannin dalam pakan semakin banyak akan mulai memberikan pengaruhnya yaitu dapat menekan pertumbuhan ikan, karena tannin menekan retensi nitrogen dan mengakibatkan menurunnya daya cerna asamasam amino yang seharusnya dapat diserap oleh villi-villi usus dan dimanfaatkan untuk pertumbuhan dan perkembangan jaringan-jaringan tubuh. Gejala yang terlihat akibat adanya tannin adalah pertumbuhan yang lambat, nafsu makan berkurang karena rasa pahit pada tannin dan kemampuan memproduksi telur menurun. Pencegahan yang dapat dilakukan untuk menghilangkan pengaruh tannin adalah dengan perendaman dalam air, perendaman dalam larutan alkali, cara mekanis dan suplementasi donor methil. Perendaman dengan air dapat dilakukan dengan air suling dengan suhu 30oC selama 24 jam, yang dapat menurunkan kadar tannin sebanyak 31 persen.
Perendaman dengan larutan alkali dapat dilakukan dengan
larutan NaOH dan KOH 0,05M pada suhu 30oC selama 24 jam, yang dapat menurunkan kadar tannin sebanyak 75 sampai dengan 85 persen. Larutan alkali yang paling efektif untuk menetralisasi tannin adalah larutan kapur (CaO) 1 persen selama 10 menit. Larutan CaO akan membentuk Ca(OH)2 dalam air, sehingga senyawa polifenol diduga akan diikat oleh ion Ca2++ dengan ikatan ionik, pertukaran ion atau mengalami penguraian. Larutan alkali lain yang dapat digunakan antara lain adalah K 2CO3, NH4OH dan NaHCO4.
Pengurangan tannin dengan cara mekanis dapat
dilakukan dengan penyosohan dengan mengupas pericarp pada sorghum. Apabila pakan yang mengandung tannin terlanjur dikonsumsi oleg ternak dapat diberikan tambahan donor methil, seperti metionin, kholin, arginin dalam bentuk murni. Donor methil berfungsi sebagai detoksifikasi tannin karena mengandunng gugus methil labil yang dapat ditransfer dalam tubuh serta menyebabkan metilasi asam galat hasil hidrolisis tannin.
8.2.3.8. Patulin
Patulin adalah sebuah hemiacetal lactone yang dihasilkan oleh beberapa spesies dalam genus aspergillus, penicillum, dan bhyssoclamys. Jamur-jamur tersebut umumnya terdapat pada buah-buahan, seperti apel, jeruk , anggur dan serealia (beras, jagung, gandum dan shorgum) Racun tersebut selain beracun bagi tanaman inang, juga bagi hewan dan memiliki aktivitas yang berpotensi antibiotik. Hampir semua jenis jamur penghasil patulin dapat diketahui pada tahun 1940–an pada saat penelitian antibiotik sedang intens dilakukan. Struktur kimia patulin dapat dilihat pada Gambar 8.23. O
O C
OH O Gambar 8.23. Struktur kimia patulin
Patulin sebelumnya disebut dengan Claviformin , sebutan untuk penicillium claviforme yang diisolasi pertama kali nama patulin diberikan karena karakterisasi struktur bangunnya dibuat dalam penicillium patulum. Patulin pada jamur dibentuk melalui jalur biosintesis polietida. Prokusor pembetukan patulin adalah tetra ketida A yang mengalami deoksigenasi menjadi 6-
asam metil salisilat. Patulin murni berbentuk kreistal rectanguler, tidak berwarna sampai putih., titik didihnya 110,50C tidak stabil dalam basa dan akan kehilangan aktivitas biologisnya, stabil dalam asam , larut dalam etanol, eter. Klorofom, ethyl esetat dan ber flourosensi pada penyinaran dengan sinar ultra violet. Kemunculan patulin didalam bahan pangan dan pakan dapat diketahui secara pasti
hingga terbukti bahwa kontaminasi alami dalam produk–produk pertanian
menyebabkan terjadinya pembusukan buah pada berbagai jenis apel dan jenis apel juss/cider. Pada komoditi ini ditemukan kandungan patulin sekitar 1000 ppm. Racun ini juga diimplikasikan dalam kasus keracunan beberapa ternak dan kambing. Menurut prinsipnya jamur yang berpotensi mengkotaminassi pangan dan pakan, diurutkan jamur-jamur tersebut mulai dari P, U, Pe, Pm, Pc, A clavatus, A.t, dan B nivea. Meskipun jamur penghasil patulin tersaebut ditemukan secara berkala di dalam bahan pangan seperti sereal dan legum , namun racun itu tidak dan belum dapat dideteksi secara tepat. Patulin relatif tidak stabil dibawah kondisi alkalin dan asam berat, namun cukup stabil dalam lingkungan asam. Hal tersebut dihitung berdasarkan kestabilannya
pada
suhu
tinggi
masing-masing
bahan.
Sepanjang
waktu
pemecahannya, patulin bereaksi dengan sulfidril yang mengandung asam-asam amino atau protein pembentuk ikatan patulin sistein. Meskipun kurang reaktif dibanding patulin, namun ikatan yang terjadi mampu menghambat beberapa racun yang berpotensi dari bentuk racun semula. Belum ada studi toxikologis yang terkait dengan pengaruh patulin pada ternak domestik, namun ada beberapa bukti tidak langsung yang menunjukkan gejala toksikosi patulin. Patulin juga bersifat racun pada bekteri, protozoa dan jamur. Pada kenyataannya meskipun telah diuji
kemungkinan penggunaan antibiotik pada
manusia secara ekstensif tapi terbukti menjadi terlalu beracun. Beberapa peneliti berspekulasi bahwa ingesti patulin akan dapat merusak gastrointesnital mikroflora. Belum ada study metabolisme ikan terkait dengan hal tersebut. Study pada tikus menngindikasikan metabolisme yang cepat dan pemusnahan. Oleh karena itu dapat
diperkirakan bahwa patulin memiliki potensi yang rendah untuk meninggalkan residu dalam bahan pakan alami ikan. Pada pengujian dengan menggunakan tikus jantan yang diberi makanan yag megandung patulin dapat diketahui bahwa LD50 patulin adalah sebesar 29 mg/kg dan setelah 2 hari sejak pemberian patulin semua tikus mati dan didapatkan adanya pembengkakan perut karena terisi penuh cairan, pada penelitian lain dengan cara injeksi patulin ke otot tikus didapat bahwa patulin mempunyai LD50 sebesar 0,3 sampai 0,7 mg/20 gram berat tikus. Upaya pencegahan terhadap timbulnya racun tersebut dapat dilakukan dengan cara mencegah infeksi atau tumbuhnya jamur dapat dilakukan dengan mengatur kondisi penyimpanan bahan sehingga jamur tidak dapat tumbuh. Patulin dapat menghambatkerja enzim tertentu pada akar 1,155 mg patulin, 3 mg protein ternyata 90% enzim dehidrogenase dan suksinat oksidasi akan terhambat. Biosintesis patulin, melalui jalur asetat manolat yang kemudian zat a ntara tetra ketida, yang dengan gugus reaktif metilen mengambil aldol dan menghasilkan komponen aromatis. Pencegahan patulin dapat dilakukan dengan cara : 1. Mengurangi kontaminan dari lapangan dengan menjaga kebersihan bahan yang diterima dan pemanenan. Khususnya berupa buah-buahan sebaiknya diadakan pembersihan lebih dahulu sebelum disimpan. 2. Iradiasi sinar gamma sebanyak 200 krad dapat menghambat pertumbuhan penicillium expansum dan penicillium patulum. 3. Bahan disimpan dalam keadan dibawah atmosfer (Sub atmosfer ) yaitu sekitar 160 mm Hg akan menghambat pertumbuhan fungsi dan penghasilan patulin.
BAB IX FORMULASI DAN PROSES PEMBUATAN PAKAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami penyusunan formulasi pakan dan proses pembuatan pakan ikan TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Menjelaskan jenis bahan pakan yang baik digunakan untuk pembuatan formulasi pakan 2. Menjelaskan dan mengaplikasikan berbagai macam metode penyusunan pakan 3. Menjelaskan dan mengaplikasikan proses pembuatan pakan ikan Pertimbangan Pemilihan Bahan Pakan Ikan
Setiap kali menyusun pakan selalu harus memperhatikan tiga faktor utama yang akan mempengaruhi pemilihan bahan pakan dalam rangka menjaga kualitas dan
kuantitas pakan tersebut.
Ketiga hal tersebut adalah : (1) harga bahan pakan
penyusun pakan ikan, (2) ketersediaan bahan pakan untuk pakan ikan di daerah tersebut dan (3) Kandungan zat-zat makanan bahan pakan ikan dan kebutuhan zat makanan ikan. Harga bahan pakan merupakan pertimbangan utama bagi peikan ikan untuk menyusun pakan. Semakin murah harga suatu bahan pakan maka akan semakin menarik untuk peikan ikan. Harga bahan pakan ikan bervariasi tergantung pada beberapa hal, antara lain kebijakan pemerintah dalam bidang makanan ikan, impor bahan pakan dan tingkat ketersediaan bahan pakan tersebut pada suatu daerah. Kebijakan pemerintah selama ini kurang memprioritaskan dunia perikanan termasuk kebijakan tentang makanan ikan. Sehingga harga pakan tidak pernah stabil pada suatu imbangan harga tertentu. Berbeda dengan harga pangan yang diusahakan oleh pemerintah untuk selalu stabil pada harga tertentu. Salah satu kelemahan penyusunan pakan ikan selama ini adalah kurang mengoptimalkan potensi bahan pakan lokal.
Umumnya sebagian bahan pakan
terutama sumber protein masih impor seperti bungkil kacang kedelai dan tepung ikan. Akibatnya harga bahan pakan tersebut relatif mahal. Alasan yang umum dipakai untuk pembenaran impor adalah belum adanya bahan pakan tersebut di daerah lokal dan/atau standarisasi kualitas bahan pakan impor yang relatif stabil.
Sementara
potensi bahan pakan lokal sampai saat ini belum tergarap dengan baik. Bungkil kacang kedelai memang kurang terdapat di daerah lokal karena jarang terdapat industri pembuatan minyak kedelai.
Sementara potensi tepung ikan sebenarnya
relatif banyak. Beberapa industri pengolahan tepung ikan sudah mencoba membuat standarisasi kualitas yang baku, tetapi masih banyak industri yang belum bergerak ke arah standarisasi mutu. Potensi lokal untuk mengganti bahan pakan sumber protein sebenarnya dapat dimaksimalkan. Di banyak daerah di Indonesia terdapat bahanbahan pakan sumber protein bari hewani maupun nabati, seperti bungkil biji karet, bungkil kelapa, bungkil inti sawit, isi rumen dan lain-lain.
Bungkil biji karet
didapatkan dari industri minyak karet. Sementara itu perkebunan karet tersebar di seluruh pulau Jawa dan Sumatera. Demikian juga bungkil kelapa dan bungkil inti sawit terdapat dalam jumlah besar di seluruh kepulauan Indonesia. umumnya menjadi limbah dan mengganggu lingkungan.
Isi rumen
Sementara apabila
dioptimalkan dapat menghasilkan sumber bahan pakan yang luar biasa banyak karena setiap hari selalu tersedia di rumah pemotongan hewan. Ketersediaan suatu bahan pakan mempengaruhi pemilihan dan harga bahan pakan tertentu. Ketersediaan menyangkut ada tidaknya potensi bahan pakan tersebut di suatu daerah, kondisi musim yang mempengaruhi penanaman suatu bahan pakan, tersedia dalam jumlah banyak tetapi tidak atau kurang dapat digunakan dan atau kalau digunakan harus diolah dahulu sehingga harga menjadi mahal dan tingkat persaingan penggunaan dengan manusia. Setiap daerah mempunyai potensi suatu bahan pakan tertentu pula. Pada daerah yang relatif subur, kebutuhan bahan pakan lokal untuk ikan umumnya tercukupi. Di daerah Jawa kedua potensi bahan pakan jagung dan bekatul umumnya melimpah. Sehingga variasi harga tidak terlalu besar dari waktu ke waktu. Berbeda dengan daerah kering seperti di luar Jawa terutama di Nusa Tenggara yang potensi bahan pakan lokalnya kurang. Pasokan yang didapat umumnya dari daerah lain. Sehingga variasi harga umumnya tajam. Umumnya pada daerah kering kebutuhan bahan pakan ikan yang dominan dapat diganti dengan potensi lokal. Seperti jagung dapat diganti dengan sorghum yang mempunyai karakteristik zat makanan hampir sama.
Di daerah utara Jawa yang relatif lebih kering tanaman sorghum mudah
didapatkan tetapi belum dikembangkan secara besar-besaran. Kondisi musim mempengaruhi ketersediaan suatu bahan pakan.
Bekatul
umumnya mudah didapatkan pada saat musim panen padi pada musim penghujan. Sehingga harga bekatul pada saat tersebut umumnya relatif lebih murah dibandingkan pada saat musim kemarau. Hal seperti ini juga dialami juga oleh jagung. Musin kemarau umumnya menyebabkan ketersediaan suatu bahan pakan menjadi berkurang sementara musim penghujan ketersediaan suatu bahan pakan menjadi berlebih.
Pada beberapa daerah potensi bahan pakan ikan sangat banyak, tetapi kurang atau tidak dapat dimanfaatkan karena beberapa alasan, antara lain kandungan anti nutrisi tinggi, harus diolah dahulu supaya dapat tersedia ataupun masyarakat tidak menyadari kegunaan bahan pakan tersebut. Contoh yang paling nyata adalah bungkil biji karet. Biji karet berlimpah ruah di daerah Jawa dan Sumatera, tetapi harus diolah dahulu supaya isi biji karet tersebut dapat digunakan sebagai bahan pakan. Setelah isi biji karet dikeluarkan selanjutnya diperas untuk diambil minyaknya. Bungkil yang didapatkan akan mengandung protein yang relatif tinggi.
Kelemahannya adalah
adanya anti nutrisi asam sianida yang harus diolah kembali supaya dapat dipergunakan sebagai bahan pakan. Disamping itu sampai sekarang masyarakat di sekitar perkebunan karet hanya menganggap biji karet sebagai limbah, sehingga kurang dimanfaatkan. Hanya sebagian kecil yang dimanfaatkan sebagai konsumsi manusia. Tingkat persaingan penggunaan bahan pakan ikan dengan manusia terjadi pada bahan baku utama, yaitu jagung.
Selama ini jagung merupakan salah satu
makanan pokok sebagian masyarakat Indonesia. Akibatnya tingkat ketersediaan yang seharusnya tinggi menjadi rendah karena digunakan oleh manusia. Hal ini akan lebih diperparah lagi pada musim kemarau yang tingkat ketersediaan riil jagung berkurang karena penanaman jagung sudah berkurang. Kandungan zat-zat makanan pada masing-masing bahan pakan berbeda-beda. Setiap bahan pakan mempunyai kelebihan pada suatu zat makanan tertentu tetapi mempunyai kekurangan pada zat makanan yang lain. Hal tersebut menyebabkan adanya pengelompokan suatu bahan pakan berdasarkan kandungan zat-zat makanan. Bahan pakan sumber energi adalah suatu bahan pakan yang mempunyai kandungan karbohidrat, lemak dan protein yang berenergi tinggi. Contoh bahan pakan tersebut antara l;ain adalah jagung, sorghum, minyak dan bekatul.
Bahan pakan sumber
protein adalah bahan pakan yang kaya akan kandungan protein. Contoh bahan pakan tersebut adalah tepung ikan, tepung daging, tepung darah, tepung udang, bungkil kacang tanah, bungkil kacang kedelai, bungkil biji karet, bungkil kelapa dan lain-lain.
Bahan pakan sumber vitamin menunjukkan bahwa bahan tersebut diperlukan untuk melengkapi kebutuhan vitamin ikan. kandungan vitamin yang cukup.
Umumnya setiap bahan pakan mempunyai Untuk menambah kebutuhan vitamin dapat
dilakukan dengan memberi vitamin sintetis buatan pabrik.
Contohnya adalah
premiks. Bahan pakan sumber mineral umumnya mudah didapatkan. Contohnya adalah tepung batu, kapur, tepung tulang dan lain-lain. Harga bahan pakan penyusun pakan ikan sangat mempengaruhi secara ekonomis terhadap harga pakan tersebut.
Umumnya bahan pakan sumber energi
seperti jagung, sorghum dan padi-padian lainnya berharga murah kecuali minyak. Harga minyak mahal karena murni sebagai sumber energi tanpa ada sumber zat makanan lainnya dan umumnya buatan pabrik.
Minyak dianjurkan untuk diberikan
pada ikan dalam jumlah yang relatif sedikit. Campuran minyak pada pakan maksimal dibawah 5%. Apabila minyak dalam pakan berlebihan akan menyebabkan pakan mudah tengik. Bahan pakan sumber utama energi adalah jagung.
Jagung mempunyai
kelebihan dibanding bahan pakan sumber energi yang lain karena kandungan energi relatif tinggi., tingkat ketersediannya yang tinggi dan berkesinambungan, komposisi zat makanannya relatif seimbang kecuali kekurangan asam amino dan lisin dan relatif tidak ada anti nutrisi. Bahan pakan sumber energi yang lain seperti sorghum harganya selalu lebih murah dibandingkan dengan jagung dan mempunyai kandungan zat-zat makanan yang hampir berimbang dengan jagung, tetapi tingkat ketersediaan sorghum relatif lebih rendah. Di daerah Jawa, sorghum hanya dijumpai pada daerah lahan kering di utara Jawa Tengah dan Jawa Timur serta Madura.
Selain itu sorghum memiliki
kandungan anti nutrisi tannin yang sangat berbahaya bagi ikan. Tannin menyebabkan protein tidak terserap karena diikat oleh tannin dalam saluran pencernaan. Sumber energi yang lain adalah bekatul. Harga bekatul relatif lebih murah dibanding dengan sumber energi lain, mempunyai kandungan protein yang lebih tinggi (sekitar 12 – 13%) dan tersedia dalam jumlah banyak.
Tetapi kelemahan
bekatul adalah kandungan energi relatif agak rendah dan mempunyai sifat bulky (amba atau mudah mengenyangkan). Oleh sebab itu dianjurkan tidak terlalu banyak menggunakan bekatul dalam campuran pakan. Bahan pakan sumber protein umumnya mahal.
Bahan pakan ini sampai
sekarang sebagian besar (90%) masih di impor dari luar negeri. Bahan pakan sumber protein sebagai penyusun utama pakan ikan adalah bungkil-bungkilan dan produk hewani.
Bungkil-bungkilan yang utama adalah bungkil kacang kedelai, bungkil
kacang tanah, bungkil kelapa, dan bungkil wijen.
Bungkil kacang kedelai
merupakan sumber utama bahan pakan ikan dari keluarga bungkil-bungkilan. Bungkil kacang kedelai mempunyai kandungan protein berkisar 40 – 45%. Problem utama bungkil kacang kedelai adalah tingkat ketersediaan yang masih tergantung pada impor. Problem tersebut menyebabkan harga bungkil kacang kedelai mengikuti kurs mata uang asing terutama dollar karena sebagian besar harus diimpor dari Amerika Serikat. Pada masa krisis ekonomi di Indonesia yang dimulai sejak tahun 1997 sampai sekarang ketersediaan bungkil kedelai menjadi sangat langka sehingga menyebabkan banyak industri pakan ikan gulung tikar.
Problem bungkil kacang
kedelai yang lain adalah adanya anti nutrisi anti tripsin yang mengganggu metabolisme tripsin. Sumber protein lain bagi ikan adalah produk hewan. Beberapa contohnya adalah tepung ikan, tepung daging, tepung udang dan tepung darah. Tepung ikan merupakan sumber protein yang memiliki kandungan protein paling tinggi berkisar 60%. Problem tepung ikan mirip dengan bungkil kacang kedelai, yaitu ketersediaan tergantung pada impor dan harganya relatif lebih mahal dibanding sumber protein lainnya. Sumber mineral untuk menyusun pakan ikan umumnya memiliki harga yang murah dan tingkat ketersediannya tingggi.
Bahan-bahan tersebut antara lain adalah
yang tersedia dalam jumlah banyak di alam dan dapat diolah adalah tepung kerang, tepung batu, tepung tulang dan kapur.
Sementara itu terdapat juga bahan pakan
sumber mineral sintetis buatan pabrik antara lain adalah kalsium karbonat, kalsium fosfat, fosfat koloidal dan natrium fosfat monobasic. Umumnya bahan pakan sumber vitamin mahal harganya karena terbuat dari sintetis.
Hal ini diiimbangi oleh tingkat penggunaan yang relatif sedikit sekali.
Vitamin-vitamin sintetis yang digunakan antara lain adalah vitamin A, sterol-sterol hewan yang disinari, riboflavin dan lain-lain. Produk yang dikenal umumnya disebut dengan premiks.
Premiks merupakan gabungan dari vitamin, mineral dan asam
amino. Supaya bahan pakan meningkat kualitasnya, maka perlu adanya feed additive. Beberapa feed additive yang umum digunakan adalah asam amino metionin dan lisin. Metionin dan lisin ditambahkan untuk menutupi kekurang seimbangan asam amino tersebut di dalam pakan sebab jagung sebagai bahan pakan dominan umumnya kekurangan asam amino lisin dan metionin. Dalam menyusun pakan hal pertama yang harus dilakukan adalah memilih bahan pakan. Pemilihan tersebut dengan memilah bahan pakan tersebut berdasarkan kandungan zat makanannya, seperti bahan pakan sumber energi, sumber protein, mineral dan vitamin. Beberapa bahan pakan dan kandungan zat makanannya dapat dilihat pada Tabel 9.1 dan 9.2. Apabila pemilihan bahan pakan sudah dilakukan, langkah selanjutnya adalah mengetahui kebutuhan zat-zat makanan ikan.
Masing-masing ikan memiliki
kebutuhan zat-zat makanan yang berbeda tergantung pada tujuan produksi. Kebutuhan zat-zat makanan ikan dapat dilihat pada Tabel 9.3. Tabel 9.1. Bahan pakan ikan channel catfish No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Zat makanan Energi (kkalDE/kg) Protein (%) Lemak kasar (%) Serat kasar (%) Arginin (%) Glisin (%)
Jagung 2.200 8,50 3,80 2,20 0,50 0,32
Sorghum 8,90
Bekatul 2.100 12,90 13,00 11,40 0,89 0,80
Minyak 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39.
Serin (%) 0,49 Histidin (%) 0,20 Isoleusin (%) 0,37 Leusin (%) 1,10 Lisin (%) 0,21 Metionin (%) 0,20 Sistin (%) 0,15 Fenilalanin (%) 0,27 Treonin (%) 0,39 Triptofan (%) 0,09 Valin (%) 0,52 Asam linoleat (%) 2,20 Kalsium (%) 0,02 Fosfor (%) 0,28 Potasium (%) 0,30 Klorida (%) 0,04 Besi (mg) 150,00 Magnesium (%) 0,12 Mangan (mg) 5,00 Sodium (%) 0,02 Tembaga (mg) 4,00 Yodium (mg) Selenium (mg) 0,03 Seng (mg) 0,06 Biotin (mg) 0,06 Kholin (mg) 620,00 Folasin (mg) 0,40 Niasin (mg) 24,00 A. pantotenat (mg) 4,00 Piridoksin (mg) 7,00 Riboflavin (mg) 1,00 Tiamin (mg) 3,50 Vitamin B12 (mg) 0,00 Vitamin E (mg) 22,00 Tabel 9.2. Bahan pakan ikan channel catfish
No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Zat makanan Energi (kkalDE/kg) Protein (%) Lemak kasar (%) Serat kasar (%) Arginin (%) Glisin (%)
Bungkil kedelai 3.010 44,00 0,80 7,3
0,32 0,33 0,52 0,90 0,59 0,20 0,10 0,58 0,48 0,45 0,75 3,57 0,07 1,50 1,73 0,07 160,00 0,65 12,00 0,40 3,00 26,00 0,61 1237,00 0,20 520,00 47,00 1,80 19,80 90,00
Tepung ikan 4.060 60,50 9,40 0,70 3,79 4,19
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 B. kacang tanah 3.370 50,70 1,20 11,90 5,50 2,70
7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40.
Serin (%) 2,25 Histidin (%) 4,86 Isoleusin (%) 2,83 Leusin (%) 4,50 Lisin (%) 4,83 Metionin (%) 4,78 Sistin (%) 0,56 Fenilalanin (%) 2,48 Treonin (%) 2,50 Triptofan (%) 0,68 Valin (%) 3,23 Asam linoleat (%) 0,40 0,12 Kalsium (%) 0,29 5,11 Fosfor (%) 0,65 2,88 Potasium (mg) 2,00 0,77 Klorida (%) 0,05 0,60 Besi (mg) 120,00 140,00 Magnesium (%) 0,27 0,45 Mangan (mg) 29,00 5,00 Sodium (%) 0,04 0,61 Tembaga (mg) 22,00 6,00 Yodium (mg) Selenium (mg) 0,49 1,93 Seng (mg) 27,00 132,00 Biotin (mg) 0,32 0,31 Kholin (mg) 2794,00 5300,00 Folasin (mg) 0,40 0,80 Niasin (mg) 24,00 93,00 A. pantotenat (mg) 4,00 17,00 Piridoksin (mg) 7,00 4,00 Riboflavin (mg) 1,00 9,90 Tiamin (mg) 3,50 0,10 Vitamin B12 (mg) 0,00 403,00 Vitamin E (mg) 22,00 22,00 Tabel 8.3. Kebutuhan zat-zat makanan beberapa ikan
No. 1. 2. 3.
Zat makanan Energi (kkal/kg) Protein (%) Lemak kasar (%)
4.
Arginin (%)
2,22 1,49 2,30 2,99 1,76 0,46 0,76 2,75 1,45 0,65 4,82 0,24 0,20 0,63 1,19 0,03 142,00 0,04 29,00 0,07 15,00 20,00 0,39 2396,00 0,40 170,00 53,00 10,00 11,00 5,70 3,00
1
2
3
4
5
45 -
40 0.8-1a
31-38 1a
55 2b
-
1.2
32-36 1-2a 0.5-0.75b 1.0
1.6
-
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Histidin (%) Isoleusin (%) Leusin (%) Lisin (%) Metionin (%) Fenilalanin (%) Treonin (%) Triptofan (%) Valin (%) Vitamin A (IU)
15.
Vitamin D (ICU)
16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27.
Vitamin E (IU) Vitamin K (mg) Tiamin (mg) Riboflavin (mg) Vitamin B6 (mg) A. pantotenat (mg) Niasin (mg) Biotin Vitamin B12 (mg) Asam folat (mg) Kolin (mg) Vitamin C
R
1.9 0.6 0.6 2.500
NR
1.6002.400 25-100 1-10 5-15 1-10 10-20 1-5 0.05-0,25 R 1.0 50-100 250-500
40-50 R 10-15 20-25 10-20 40-50 150-200 1-1.5 0.015-0.02 6.10 600-800 50
0.4 0.6 0.8 1.2 0.6 1.2 0.5 0.12 0.71 1.0002.400 500
0.8 0.9 1.0 2.2 1.2 2.5 1.5 0.3 1.4 4.00020.000 -
5.68
25-50 R 1 9 3 10-15 14 R R 1.5 400 11-60
100 0.5 4-7 5-6 30-50 28 R NR NR 1.500 R
119 NR 11.2 11 11.7 35.9 12 0.67 0.053 1.2 2.920 122
NR
Keterangan : 1. Pacific salmon 2. Rainbow trout 3. Channel catfish 4. Common carp 5. Yellowtail a. Asam linoleat b. EPA dan DHA
Metode Penyusunan Pakan
Beberapa cara menyusun pakan secara ringkas dapat dilakukan. Beberapa cara yang dilakukan oleh para peikan adalah : sistem coba-coba (trial and error), sistem square method, sistem simultaneosis quation method dan komputer.
9.2.1. Sistem trial and error Sistem trial and error merupakan sistem yang paling sederhana. Aplikasinya hanya dengan mencoba-coba mencampurkan beberapa bahan pakan tanpa pertimbangan yang masak. Pakan tersebut kemudian dicobakan pada ikan. Apabila hasilnya baik akan digunakan seterusnya. Tetapi umumnya hasil yang diperoleh lebih banyak gagalnya. Semakin di trial semakin error.
Sistem square method Sistem square method atau metode segi empat merupakan sistem pencampuran pakan dengan memakai metode matematika secara sederhana. Sistem ini mencoba mengurangkan dan menambahkan komposisi zat-zat makanan yang dicampurkan.
Kelemahan sistem ini adalah tidak dapat menyusun bahan pakan dan
kebutuhan zat-zat makanan dalam jumlah banyak. Sebagai contoh perhitungan dapat dikemukakan dibawah ini. Susunlah pakan dengan PK = 18% dengan komposisi bahan pakan: a. Basal mix (10% PK) b. Protein mix (45 % PK) c. Mineral mix (4%) Jika di susun 100 kg pakan jadi maka mineral mix = 4% Jadi basal mix dan protein mix : 100 – 4 = 96 kg. 96 kg mengaandung 18 % PK berarti 18 96
∗ 100 % = 18,75 % PK
selanjutnya basal mix
10
26,25 18,75
protein mix
45
8,75 + 35,00
Jadi supaya campuran Basal mix dan protein mix mengandung 18,75% PK, maka campuran tersusun atas : Basal mix :
26,25 x 100% = 75% 35
Protein total
: 8,75 x 100% = 25% 35
Jadi untuk pakan jadi terdiri dari basal mix, protein mix dan mineral mix tersusun dari : Basal mix
: 75 x 96 kg = 72 kg 100
Protein mix
: 25 x 96 kg = 24 kg 100
subtotal
+
96 kg
Mineral mix
:
4 kg +
Total
100 kg
Contoh 2. Susunlah pakan ikan (dimisalkan) dengan ketentuan susunan bahan pakan dan kebutuhan tercantum dalam Tabel 9.4.
Tabel 9.4. Susunan bahan pakan ikan
Bahan Tepung daun lamtoro Sorghum B. Kedelai
ME (Mcal/kg) 2,20 3,52 3,60
PK(%)
Ca(%)
P(%)
11,60 12,60 50,90
0,04 0,03 0,31
0,29 0,33 0,70
Vit.A (IU) 3600 ----------
Konsumsi (g/hari) ----
Tetes Kebutuhan
3,25 2,80
4,30 12,67
1,05 0,52
0,15 0,37
-----2000
-6
Langkah penyelesaian a. Bila hanya tersedia tepung daun lamtoro saja maka berdasarkan kandungan zat makanan dari tepung daun lamtoro masih terdapat kekurangan ME, protein dan Ca. Oleh sebab itu untuk mencukupinya masih harus ditambah pakan lain yang nantinya dapat memenuhi kebutuhan akan nutrisinya. b. Untuk mudahnya dibuat pakan yanng terdiri dari tepung daun lamtoro dan campuran butiran yang sama banyaknya ( 1 : 1). Jadi agar diperoleh ME sebesar 2,80 Mcal/kg sesuai dengan kebutuhan maka campuran butiran (sorghum, b.kedelai, dan tetes) tersebut harus mengandung : 2,20 + X 2
= 2,80
X = 2,80 x 2 - 2,20 = 3,40 Mcal/kg c. Untuk mendapatkan campuran butiran yang mempunyai ME sebesar 3,40 Mcal/kg dapat digunakan metode segi empat sebagai berikut : Tetes
3,28
0,12 3,40
sorghum
3,52
0,12
+
0,24 Disini kebutuhan perbandingan antara tetes dan sorghum adalah sama, jadi campuran butiran (campuran 1) tersusun dari tetes 50 % dan sorghum 50 %. Dengan demikian maka kandngan protein dari campuran 1 sebesar : 4,3 + 12,6 2
= 8,45 %
d.
Kebutuhan protein adalah sebesar 12,67%, maka dibuat campuran II yang terdiri dari campuran I dan bungkil kedelai. Sehingga bila campuran II dicampur dengan tepung daun lamtoro akan diperoleh campuran II yang mempunyai kandungan protein sebesar 12,67%. Dengan metode segi empat akan diperoleh sebagai berikut Campuran II
: 13,74
1,07 12,67
T. daun lamtoro
11,60
1,07
+
2,14 Disini dibuat sama seperti ketentuan (b) diatas dan disini diperoleh campuran II yang mempuyai kandungan protein sebesar : 13,74 %. e. Untuk mendapatkan campuran II dengan protein sebesar 13,74% dapat dikerjakan sebagai berikut : Campuran II
8,45
37,16 13,74
Bungkil kedelai
50,90
5,29 42,45
Dari metode segi empat didapat campuran II yang terdiri dari :
Campuran I
:
37 ,16 x100 % 42 , 45
=
87 ,54 %
Bungkil Kedelai
:
5, 29 x100 % 42 , 45
=
12 , 46 %
Dengan demikian campuran III terdiri dari :
Tepung daun lamtoro = 0,5 x 6 g = 3,00 g Tetes
= 0,5 x 87,94 x 3 g 100
= 1,31 g
Sorghum
= 0,5x 87,54 x 3 g 100
= 1,31 g
B. Kedelai = 12,46 x 3 g 100 Jumlah
= 0,37 g + = 5,99 g
Apabila kandungan zat makanan diuji akan didapatkan hasil sebagaimana terdapat dibawah ini : ME dari : Sorghum
= 43,77 x 3,52 100
= 1,54 Mcal/kg
B. Kedelai
= 12,46 x 3,52 100
= 0,44 Mcal kg
Tetes
= 43,77 x 3,25 100
= 1,42 Mcal/kg + = 3,40 Mcal /kg, dengan rincian :
Campuran II
= 0,5 x 3,40 = 1,70 Mcal/kg
Tepung daun lamtoro
= 0,5 x 2,20 = 1,70 Mcal/kg
Campuran total
=
Protein :
2,80 Mcal/kg
T. lamtoro
= 11,60/100 x 3.00 g
= 0,35 g
Tetes
= 4,3/100 x 1,31 g
= 0,06 g
Sorghum
= 12,6/100 x 1,31 g
= 0,17 g
B.Kedelai
= 50,9/100 x 0,37 g
= 0,19 g = 0,77 g
+
0,77 g x 100% = 12,85% 5,99 Fosfor : T. lamtoro
= 0,39/100 x 3,00 g
= 0,1170 g
Tetes
= 0,15/100 x 1,31 g
= 0,0020 g
Sorghum
= 0,33/100 x 1,31 g
= 0,0043 g
B.Kedelai
= 0,70/100 x 0,37 g
= 0,0026 g = 0,0206 g
+
0,0206 x 100 % = 0,34 % 5,99
Kebutuhan fosfor = 0,37 % maka kurang : 0,37 - 0,34 0,03% P
= 0,03 % = 0,03 x 5,99 g 100
= 0,0018 g
Bila tepung tulang mengandung : 32,3 % Ca dan 13,3 % P maka : Untuk 0,0018 g P dibutuhkan tepung tulang sebanyak : 0,0018 x 100 g = 0,0135 g 13,3
Kalsium :
T. lamtoro
= 0,46/100 x 3,00 g
= 0,0138 g
Tetas
= 1,05/100 x 1,31 g
= 0,0138 g
Sorghum
= 0,03/100 x 1,31 g
= 0,0003 g
B.Kedelai
= 0,70/100 x 0,37 g
= 0,0011 g
T.tulang
= 32,3/100 x 0,0135 g
= 0,0044 g = 0,0335 g
0,0335 x 100 % = 0,56 % 5,99 Vitamin A : Tepung daun lamtoro = 3600 IU x 3 g = 10800 IU Kebutuhan
= 2000 IU x 6 g = 12000 IU
Masih kurang = 1200 IU Kekurangan dapat diatasi dengan menambah preparat vitamin A khusus.
Sistem persamaan aljabar Sistem simultaneos quation method/persamaan aljabar/persamaan
x – y
merupakan pengembangan metode segi empat. Metode ini mengatasi kelemahan dari metode segi empat tersebut karena dapat membuat pakan dengan jumlah bahan pakan dan macam kebutuhan zat-zat makanan ikan dalam jumlah yang lebih banyak.
Contoh : Susunlah pakan dengan 20 % PK dan 2,8 Mcal ME /kg dengan komposisi bahan pakan sebagaimana terdapat pada Tabel 9.5. Tabel 9.5. Komposisi bahan pakan penyusun pakan Komposisi bahan
PK (%)
ME (%)
(kg)
Protein Jagung Bekatul
45 8,5 12,5
2,59 3,37 2,35
x y z
Langkah pengerjaannya 1. Dengan persamaan aljabar I. Persmaan jumlah bahan : x + y + z = 100 II. Persamaan kebutuhan PK : 0,45x + 0,085y + 0,125 = 20 III. Persamaan kebutuhan ME : 2,59x + 3,37y + 2,35z = 280
Persamaan I x 0,45 II A–B
0,45x + 0,45y + 0,45z
= 45(A)
0,45x + 0,854y + 0,125z
= 20(B)
_
= 0,365y + 0,325z = 25 (IV)
Persamaan III I
2,59x + 3,37y + 2,35z
=280 (C)
x 2,59
2,59x + 2,59y + 2,59z
=259 (D)
C–D
= 0,78y + ( - 0,24z )
= 21
= 0,78y – 0,24z
= 21 (V)
0,365y + 0,325z = 25
(E)
0,365y – 0,125z = 9,83
(F) _
Persamaan IV V
x 0,365 0,78 E–F
= 0,477z = 15,17
_
Z = 31,80 Persamaan IV 0,265y + 0,325z = 25 0,356y + 0,325 X 31,80 = 25 0,365y + 10,34 = 25 0,365y = 14,66 y= 40,16 Persamaan I X + Y + Z = 100 X + 40,16 + 31,80 = 100 X = 28,04 Jadi pakan dengan 20 % PK dan 2,8 Mcal / kg terdiri dari campuran : Protein mix = 28,04 kg Jagung
= 40,16 kg
Bekatul
= 31,80 kg
Uji kebenaran : Protein : Protein mix : 45 x 28,04 kg 100
= 12,6 kg
Jagung
: 8,5 x 40,16 kg 100
= 3,4 kg
Bekatul
: 12,5 x 31,80 kg 100
= 4,0 kg
Total
20,0 kg
ME : Protein mix : 2,59 x 28,04 kg = 72,63 Mcal Jagung
: 3,37 x 40,16 kg = 134,34 Mcal
Bekatul
: 2,35 x 31,80 kg = 74,73 Mcal Total
282,70 Mcal
Sistem komputer / program UFFF User Friendly Feed Formulation Program
Program UFFF ini merupakan program yang dapat menyusun pakan dengan sangat mudah dengan komposisi bahan pakan dan zat makanan yang digunakan dapat berjumlah banyak. Ada 6 bagian program pada UFFF, yaitu: 1. The Ingredient Names and Limit . (Balance Ingredient).
Di gunakan untuk komposisi / susunan bahan pakan yang diinginan terdiri atas : -
Fixed
:
untuk bagian bahan pakan yang ditetapkan penggunaannya
misalnya : level tingkat penggunaan 0 – 4 – 8 – 12 persen atau bagian dan seterusnya. -
Upper Limit : batas penggunaan bahan pakan yang tertinggi. Sebagai contoh, jagung dibatasi sampai 60% penggunaan.
-
Lower Limit : batas penggunaan pakan yang terendah. Sebagai contoh, bungkil kacang kedelai digunakan sebanyak minimal 20%.
-
Apabila ingin memasukkan bahan pakan dengan batasan tertinggi dan terandah dapat dilakukan dengan memasukkan angka pada lower dan upper limit sesuai dengan keinginan. Sebagai contoh, bahan pakan jagung dapat dimasukkan sebanyak 40% pada lower limit dan 60% pada upper limit.
2. The Nutritien and limit. (Nutritien Requirement)
Digunakan untuk mengisi kebutuhan zat-zat makanan pakan. Khusus untuk mengisi berat/weight biasanya ditulis 100 kg, tetapi untuk berjaga-jaga terhadap bahan pakan yang kurang pasti komposisi kimianya maka sebaiknya angka yang dicantumkan kurang dari 100 misalnya : 99,5.
Contoh bahan
pakan yang kurang pasti komposisi kimianya adalah premix, antibiotik, NaCl dan lain-lain 3. The Ingredient / Nutrien matrix.
Diisi dengan komposisi zat-zat makanan dari bahan pakan yang digunakan. Komposisi zat-zat makanan yang digunakan dapat dilihat pada Tabel komposisi bahan makanan yang dukeluarkan oleh Universitas Gadjah Mada ataupun dari NRC. 4. The ingredient cost
Diisi dengan harga bahan pakan yang digunakan. Harga bahan pakan diisi dengan harga pada saat bahan pakan tersebut dimasukkan sebagai salah satu bahan penyusun pakan. Program UFFF akan mencari alternatif penyusunan pakan dengan harga yang paling rendah. 5. The ingredient Ratios
Diisi dengan imbangan zat-zat makanan yang digunakan , misalnya imbangan antara Ca : P, Lisin : Metionin dan seterusnya. Beberapa pakan untuk hewan tertentu harus mencantumkan imbangan supaya tidak terjadi ketidakefisienan pakan. 6. The Least – Cost Formula.
Berisi hasil pengolahan program UFFF terhadap bahan pakan yang dimasukkan dalam program Program akan memilih pakan yang paling murah dengan kondisi zat-zat makanan yang terpenuhi. Bagian program ini terdiri dari: -
Formula Cost : harga pakan jadi
-
Ingredient
: bahan pakan yang digunakan
-
Cost
: harga/kg bahan yang digunakan.
-
Actual Use
: Komposisi bahan pakan yang digunakan
-
Limits
: batas penggunaan
-
Contens
: isi / kandungan / komposisi kimia pakan yang diperoleh
untuk masing-masing zat makanan.
9.3. Proses Pembuatan Pakan Ikan
Pembuatan pakan ikan umumnya dilakukan di industri pakan ikan. Mereka umumnya sudah menggunakan peralatan yang cukup canggih untuk pembuatan pakan.
Sementara apabila petani ikan ingin membuat pakan, mereka masih
terkendala oleh peralatan dan pengetahuan tentang penyususnan pakan.
Secara
umum pembuatan pakan melalui beberapa proses, yaitu penggilingan bahan baku dan pengayakan, penimbangan dan pencampuran, serta pencetakan dan penyimpanan. Supaya bahan pakan dapat tercampur dalam pakan secara merata, maka bahan pakan tersebut harus dapat digiling sehalus mungkin.
Penggilingan dapat
menggunakan alat penggilingan yang memakai saringan untuk pengayakan ataupun dilakukan secara tradisional seperti ditumbuk. Apabila dilakukan secara tradisional masih dilanjutkan lagi dengan pengayakan supaya partikel bahan pakan menjadi ukuran yang sangat kecil atau halus. Apabila bahan pakan tersebut kurang halus, dikhawatirkan bahan pakan tersebut tidak tercampur merata dan komposisi zat-zat makanannya tidak dapat tersusun secara baik.
Proses selanjutnya adalah menimbang bahan pakan sesuai dengan komposisi yang diinginkan. Setelah penimbangan, bahan pakan disusun dengan mengumpulkan bahan-bahan pakan yang berjumlah sedikit dicampur terlebih dahulu diantara mereka untuk mendapatkan volume atau jumlah campuran yang lebih berat. Bahan pakan yang mempunyai berat yang paling banyak diletakkan paling bawah kemudian berturut-turut bahan pakan yang lebih ringan. Apabila bahan pakan yang dicampur terlalu banyak sebaiknya menggunakan mixer supaya dapat tercampur secara merata. Sementara apabila bahan–bahan pakan yang dicampur hanya sedikit dapat dilakukan secara manual dibantu dengan peralatan sekop dan atau cangkul. Proses paling akhir adalah pencetakan dan penyimpanan. Proses pencentakan dapat dilakukan menurut tujuan pembuatan pakan.
Pencetakan dapat berbentuk
emulsi, tepung, crumble, pellet dan/ataupun flake. Bentuk-bentuk tersebut dapat disesuaikan dengan ukuran dan besarnya ikan yang dipelihara.
Pakan ikan kecil
sebaiknya berbentuk emulsi atau tepung dan semakin besar ikan, bentuk makanannya sebaiknya semakin besar pula seperti dalam bentuk pellet. Bentuk emulsi adalah bentuk yang paling tidak dapat disimpan lama, karena pakan tersebut harus dicampur dengan air, dipanaskan dan diaduk sampai terjadi emulsi atau cairan kental. Sebaiknya pakan emulsi ini tidak terlalu lama disimpan karena mudah membusuk. Setelah membuat pakan sebaiknya langsung diberikan pada ikan. Pakan berbentuk tepung sangat mudah membuatnya. Campuran bahan pakan yang ada diaduk sampai merata dan kemudian dimasukkan kedalam tempat pakan. Pakan ini dapat disimpan relatif lebih lama dibanding dengan emulsi. Pakan berbentuk pellet dapat dibuat dengan memberi air ataupun bahan perekat pada campuran bahan pakan tersebut.
Setelah diaduk secara merata,
campuran tersebut kemudian dimasukkan pada alat cetak pellet sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Setelah berbentuk pellet, pakan dapat dipanaskan dan dikeringkan sinar matahari atau alat pengering lainnya. Bagian pellet yang sudah kering dan pecah merupakan bentuk crumble.
Bagian yang paling riskan pada pembuatan pakan adalah penyimpanan. Semakinlama disimpan, paka cenderung untuk membusuk dan kehilangan komposisi zat-zat makanannya. Penyimpanan harus dilakukan pada tempat yang kering, bersih dan sirkulasi udara yang baik. Secara umum semakinpendek waktu penyimpanan semakin baik pakan tersebut diberikan pada ikan, sehingga sebaiknya apabila membuat pakan harus diperhitungkan untuk kebutuhan ikan pada waktu yang relatif singkat.
BAB X EVALUASI PAKAN TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu memahami bagaimana cara mengevaluasi pakan buatan TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS Pada akhir pokok bahasan ini pembaca diharapkan mampu : 1. Mengevaluasi pakan buatan dengan uji fisik 2. Mengevaluasi pakan buatan dengan uji kimia 3. Mengevaluasi pakan buatan dengan uji biologis pada ikan 4. Mengevaluasi pakan buatan dengan uji ekonomi
Pakan yang akan diberikan pada ikan harus diuji dulu dengan beberapa uji, yaitu : uji fisik, kimiawi, biologi dan ekonomis. Uji-uji tersebut bertujuan untuk mengetahui apakah pantas, berguna, berkualitas, ekonomis suatu pakan diberikan pada ikan. Semua uji saling berkaitan, sebagai contoh secara kimiawi pakan ikan memenuhi syarat nutrisi yang diperlukan ikan tetapi melalui uji ekonomi didapatkan bahwa pengeluaran untuk pembuatan pakan sangat tinggi. Dapat disimpulkan pakan tersebut akan tidak feasibel diberikan pada ikan.
Evaluasi pakan dengan uji fisik
Uji ini dilakukan secara fisik dengan bermacam-macam cara, yaitu : menguji tingkat kehalusan bahan baku pakan, kekerasan pellet, daya tahan dalam air dan daya apung pellet. Uji kehalusan bahan baku pakan dilakukan dengan menggiling bahan baku pakan sampai halus. Semakin banyak bagian bahan pakan yang halus, semakin baik bahan pakan tersebut.
Semakin halus bahan pakan menyebabkan semakin
memudahkan untuk pembuatan pellet yang berkualitas. Beberapa bahan baku pakan sulit menjadi halus dikarenakan beberapa faktor, antara lain yaitu kandungan serat kasar, kandungan air dan kekerasan bahan pakan. Semakin tinggi kandungan serat kasar, semakin sukar untuk digiling menjadi halus. Demikian juga semakin tinggi kadar air, semakin jarang diperoleh bahan bakau yang halus. Semakin lunak bahan pakan akan mendapatkan bahan baku yang halus yang relatif banyak. Uji kekerasan pellet dilakukan untuk memeperoleh pellet yang dapat bertahan lama di dalam air. Semakin keras pellet akan semakin lama pellet tersebut bertahan di dalam air. Uji kekerasan pellet dilakukan dengan cara memberi beban pada pellet dengan berat beban tertentu sampai hancur. Semakin tahan dalam menahan beban maka pellet tersebut semakin baik.
Pellet yang keras umumnya berasal dari
pencampuran bahan baku pakan yang relatif lebih halus.
Uji daya tahan dalam air dilakukan dengan merendam pellet dalam air dan dihitung berapa lama pellet tersebut tahan dalam air sampai hancur. Semakin lama pellet tersebut hancur, semakin baik dan berkualitas pellet tersebut. Selain dari faktor kekerasan pellet, daya tahan pellet alam air dapat disiasati dengan beberapa cara, antara lain yaitu dengan mempergunakan perekat, lama pengeringan yang optimal dan merata dan memperbesar ukuran pellet seoptimal mungkin. Pellet umumnya di buat dari campuran beberapa macam bahan pakan dan umumnya kemudian ditambahkan perekat baik alami maupun kimiawi. Salah satu bahan perekat yang murah dan mudah didapat adalah kanji yang berasal dari tepung tapioka. pengeringan juga menentukan keras tidaknya pellet.
Lama
Semakin lama dilakukan
pengeringan akan semakin keras pellet tersebut, problemnya adalah akan mengurangi kandungan nutrisi pellet. Demikian juga pengeringan dengan suhu yang semakin tinggi akan meneybabkan pellet akan cepat menjadi keras. Problemnya adalah sama dengan lama pengeringan yaitu turunnya kandungan nutrisi, disamping akan didapatkan kekerasan pada pellet yang tidak merata, bagian luar pellet keras tetapI bagian dalam pellet belum terlalu keras. Salah satu jalan adalah dengan mencari waktu lama pengeringan yang optimal dengan suhu yang tidak terlalu tinggi. Dengan kondisi tersebut akan didapatkan pellet dengan tingkat kekerasan yang optimal dan kekerasan yang merata. Problem pakan ikan adalah pemberian pakan yang harus disebar dalam air berbeda dengan pakan ternak yang hanya tinggal diletakkan dalam tempat pakan. Akibatnya tingkat kehilangan pakan relatif tinggi apalagi apabila pakan tersebut cepat tenggelam di dasar air. Untuk itu perlu dilakukan uji daya apung pakan. Cara pelaksanaannya dengan menjatuhkan pellet pada permukaan air dan kemudian dicatat waktu jatuhnya sampai ke dasar pearairan sedalam 20 cm. Semakin lama jatuh dalam dasar perairan, semakin baik pellet tersebut karena ikan akan mempunyai kesempatan untuk mengkonsumsi pakan tersebut pada waktu pakan tersebut sedang melayang dalam air. Cara untuk memperoleh pellet dengan daya apung tinggi dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain dengan menurunkan berat per satuan pellet ataupun
dengan memperbesar ukuran permukaan pellet.
Semakin ringan pellet akan
mempunyai kesempatan untuk melayang lebih lama dalam air.
Sedangkan
memperbesar ukuran permukaan pellet dapat dilakukan dengan cara membentuk pellet dalam bentuk kepingan-kepingan tipis.
Uji kimiawi
Uji kimiawi dilakukan untuk mengetahui kandungan nutrisi suatu bahan pakan. Umumnya kandungan nutrisi yang diamati meliputi energi, protein dan asam amino, lemak, serat kasar, abu dan mineral terutama kalsium dan fosfor, dan air. Kandungan energi dapat diperoleh dengan menggunakan bom kalorimeter. Kebutuhan energi yang digunakan untuk penyusunan pakan ikan adalah berbasiskan pada Energi Tercerna (Digestible Energi).
Digestibel energi diperoleh setelah
mengurangkan kandungan energi bruto pakan dengan energi feses ikan. Sedangkan kandungan nutrisi yang lain dapat diperoleh dengan menggunakan analisa proksimat. Cara memperoleh kandungan nutrisi tersebut dapat diterangkan dibawah ini.
Cara pengamatan kandungan energi di laboratorium
1. Bahan dan alat Pakan dan feses hasil dari pengamatan di lapangan, aquades, oksigen, larutan NaOH 0,1 N, indikator methylred, kain pembersih dan kertas tissue, bom kalorimeter, alat pembuat pellet, timbangan analitis Sartorius, pinset, gunting, beaker glass 80 ml, crucible, buret 1 ml, kawat penghubung, stirrer yang dihubungkan dengan stabilisator, unit pembakar, dan timer. 2. Cara kerja
a. Sampel ditimbang dengan berat kurang lebih 1 gram dan dibuat pellet. b. Kawat ditimbang (dengan panjang berkisar 7 sampai 10 cm) c. Pembuatan pellet dilakukan dengan kawat terselip di dalam kapsul (cricible).
d. Ujung-ujung kawat dipasang berhubungan dengan bom, dengan catatan pemasangan kawat tidak boleh menyentuh dinding kapsul. e. Air ditimbang sebanyak 2.000 gram dan dimasukkan ke dalam tabung. f. Bom diisi dengan 1 ml aquades. g. Bom yang sudah berisi contoh kemudian ditutup rapat. h. Mula-mula bom diisi dengan 5 atm O2, kemudian dikeluarkan lagi dengan perlahan. Bom yang bersih dari gas-gas selain O2 selanjutnya diisi kembali dengan 25 sampai dengan 30 atm O2. i.
Bom dimasukkan ke dalam tabung (bucket) yang telah berisi air 2.000 gram.
j.
Aliran listrik dihubungkan ke dalam bom.
k. Tabung (bucket) dimasukkan ke dalam jacket dan ditutup. l.
Stirrer dipasang dan dihidupkan dengan aliran listrik.
m. Suhu dicatat selama 5 menit, diperiksa tiap-tiap menit sampai suhu pada termometer menjadi konstan. n. Suhu awal dicatat setelah 5 menit dan tombol pembakar ditekan. o. Suhu akhir dicatat setelah 10 menit, dan diperiksa tiap-tiap menit. p. Aliran listrik dimatikan. q. Tutup jacket dibuka dan bom kalorimeter dibuka. r. Oksigen dikeluarkan dari bom secara perlahan selama kira-kira 1 menit. s. Sisa kawat yang melekat dilepas dan ditimbang dengan teliti. t.
Bagian dalam bom dan kapsul dicuci dengan aquades dan air cucian ditampung dalam beaker glass kapasitas 100 ml. Jumlah larutan cucian lebih kurang 60 ml.
u. Ditambahkan indikator methyl red 3 tetes. v. Dititrasi dengan NaOH 0,1 N. w. Jumlah ml NaOH 0,1 N yang diperlukan dicatat sampai terjadi perubahan warna.
3. Perhitungan :
Energi bruto = (oF) (W) - 13,8 (ml NaOH) (N) - Kawat (1400) Berat sampel (gram) = kal/gram
Keterangan : t W N Kawat 1400
= = = = =
kenaikan suhu (oF) Nilai kesetaraan panas air bom Normalitas NaOH Berat sisa kawat yang digunakan Nilai energi kawat (kal/gram)
Kandungan energi pakan yang diperoleh kemudian dikurangkan dengan kandungan energi feses. Hasil ini belum menunjukkan kandungan energi tercerna yang sebenarnya atau ini hanya kandungan energi tercerna semu karena masih belum memperhitungkan kandungan energi endogenous yaitu energi yang berasal dari mukosa usus, enzim, dan lain-lain dari dalam tubuh. Untuk memperoleh kandungan energi tercerna sejati harus dilakukan penelitian dengan memperhitungkan energi endogenous. Penggunaan energi diukur dalam kilokalori (kkal) atau kalori (kal). Satu kilokalori atau satu kalori adalah banyaknya panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu liter air dari 14,5oC menjadi 15,5oC. Ukuran lainnya adalah kilojoule (kJ) yang didefinisikan sebagai energi yang dibutuhkan untuk mengangkat benda satu kilogram setinggi satu meter. Satu kilokalori sama dengan 4,2 kJ. 10.2.2. Cara pengamatan kandungan bahan kering a. Bahan dan alat :
1. Bungkil biji karet 2. Cawan porselin 3. Oven 4. Eksikator
5. Penjepit 6. Timbangan analitis Sartorius b. Cara kerja
1. Cawan porselin diambil dan dimasukkan dalam oven dengan suhu 105oC selama satu jam 2. Setelah satu jam, cawan diambil dan dimasukkan kedalam eksikator dengan menggunakan penjepit selama satu jam. Setelah satu jam, cawan ditimbang dengan teliti (berat a gram). 3. Sampel ditimbang lebih kurang 5 gram (berat b gram) dengan teliti lalu dimasukkan ke dalam cawan.
Selanjutnya cawan yang berisi sampel
dimasukkan ke dalam oven 105oC selama empat jam. 4. Cawan diambil dan dimasukkan ke dalam eksikator selama satu jam dan setelah itu ditimbang dengan teliti (berat = c gram). c. Perhitungan
Kandungan bahan kering (BK) = c - a x 100% b Keterangan : a = berat cawan setelah dioven b = berat sampel sebelum dioven c = berat sampel + cawan setelah dioven
Cara pengamatan kandungan abu a. Bahan dan alat
1. Bungkil biji karet 2. Cawan porselin 3. Tanur (550oC sampai dengan 600oC) 4. Eksikator 5. Penjepit 6. Timbangan analitis Sartorius
b. Cara kerja 1. Cawan porselin diambil dan dimasukkan ke dalam tanur (600oC) selama satu jam). 2. Cawan porselin kemudian dimasukkan dengan penjepit ke dalam eksikator selama satu jam, kemudian ditimbang dengan teliti ( berat = a gram). 3. Sampel ditimbang (berat = b gram) dengan teliti, kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselin, setelah itu dimasukkan ke dalam tanur (600oC) sampai sampel berwarna putih atau menjadi abu selama empat jam. 4. Setelah empat jam, cawan porselin diambil dan dimasukkan eksikator selama satu jam kemudian ditimbang dengan teliti (berat = c gram). c. Perhitungan Kadar abu = c - a x 100% b Keterangan : a = berat cawan porselin b = berat sampel c = cawan porselin + sampel setelah dioven 10.2.4. Cara pengamatan kandungan protein kasar dengan metode Kjeldal a. Bahan dan alat :
a. Bungkil biji karet b. H2SO4 pekat c. Tablet Kjeldahl d. Zn e. NaOH 45% f. HCl 0,1 N g. NaOH 0,1 N h. Aquades i. Phenolphetialin 1% j. Labu Kjeldahl
k. Labu Erlenmeyer l. Gelas ukur 5, 25 dan 50 ml m. Buret n. Corong o. Pipet volume 5, 10, dan 25 ml p. Alat destruksi dan destilasi b. Cara kerja
1. Mengambil bahan yang telah dihaluskan sebanyak 0,2 sampai dengan 0,5 g dan memasukan kedalam labu kjeldal kapasitas 50 ml. 2. Menambah 5 ml H2SO4 pekat dan menambah lagi 0,5 sampai dengan 2 g tablet Kjeldahl sebagai katalisator. 3. Dipanaskan dalam ruang asam sampai jernih kehijauan. 4. Setelah dingin
ditambahkan aquades 50 ml, Zn sebanyak 1 gram dan
ditambahkan 25 ml dan NaOH 45% hingga bersifat basa. 5. Dilakukan destilasi dan menampung destilat dalam erlenmeyer yang telah diberi HCl 0,1 N sebanyak 25 ml dan beberapa tetes phenolphetialin 1%. 6. Menghentikan destilasi hingga volume erlenmeyer 60 ml. 7. Dilakukan titrasi dengan larutan NaOH 0,1 N hingga warna pink tidak pudar. c. Perhitungan
% N = (ml NaOH blangko - ml NaOH contoh) x N NaOH x 14,008 g bahan x 10 % Protein = % N x faktor koreksi (Sudarmadji, Haryono dan Suhardi, 1984). 10.2.5. Cara pengamatan kandungan lemak kasar dengan Soxhlet a. Bahan dan alat
1. Bungkil biji karet 2. Kertas saring
3. Petroleum ether 4. Aquades 5. Tabung ekstrasi soxhlet 6. Kondensor 7. Tabung destilasi soxhlet 8. Botol timbang 9. Pemanas air 10.
Oven
11.
Timbangan analitis Sartorius
b. Cara kerja
1. Menimbang 2 gram bahan yang telah dihaluskan
dan memasukkannya
kedalam tabung ekstraksi soxhlet dalam timble. 2. Mengalirkan air pendingin melalui kondensor. 3. Memasang tabung eksrtaksi pada alat destilasi soxhlet dengan pelarut petrolium ether selama 4 jam.
Kemudian mengaduk residu dalam tabung
ekstraksi dan ekstraksi dilanjutkan lagi selama 2 jam dengan pelarut yang sama. 4. Memindahkan petrolium ether yang telah mengandung ekstraksi lemak kedalam botol timbang yang bersih yang telah ditimbang beratnya, kemudian menguapkan dengan pemanas air sampai agak pekat. 5. Meneruskan pengeringan dalam oven 105°C sampai konstan. 6. Menimbang residu dalam botol dan dinyatakan sebagai berat lemak. (Sudarmadji, Haryono dan Suhardi, 1984). Cara pengamatan kandungan serat kasar a. Bahan dan alat :
1. Bungkil biji karet 2. Anti foam 3. H2SO4 0,255 N
4. Kertas saring 5. Aquades 6. NaOH 0,313 N 7. K 2SO4 10% 8. Alkohol 95% 9. Erlenmeyer 600 ml 10.
Pendingin balik
11.
Pemanas
12.
Spatula
13.
Oven
14.
Eksikator
15.
Timbangan analitis Sartorius
b. Cara kerja : 1. Bahan ditimbang sebanyak 2 gram (bahan kering) dan diekstrsi lemaknya dengan soxhlet, jika bahan mengandung lemak 2. Bahan dipindahkan kedalam erlenmeyer 600 ml ditambah tiga tetes anti foam 3. Ditambahkan 200 ml larutan H2SO4 0,255 N mendidih dan ditutup dengan pendingin balik. Dididihkan selama 30 menit dengan kadang kala digoyanggoyangkan. 4. Suspensi disaring melalui kertas saring dan residu yang tertinggal dalam erlenmeyer dicuci dengan aquades mendidih sampai air cucian tidak bersifat asam. 5. Residu dipindahkan secara kuantitatif dari kertas saring kedalam erlenmeyer kembali dengan spatula dan sisanya dicuci dengan larutan NaOH 0,313 N mendidih sebanyak 200 ml sampai semua residu masuk ke dalam erlenmeyer. Kemudian dididihkan dengan pendingin balik sambil digoyang-goyangkan kurang lebih 30 menit.
6. Residu disaring melalui kertas saring kering yang diketahui beratnya sambil dicuci dengan larutan K 2SO4 10%.
Kemudian dicuci dengan aquades
mendidih dan selanjutnya dengan alkohol 95% sebanyak 15 ml. 7. Kertas saring dikeringkan dengan isinya pada suhu 110oC sampai berat konstan (1 sampai dengan 2 jam) dan selanjutnya didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. 8. Berat residu = berat serat kasar. Cara pengamatan kandungan asam amino 1. Prosedur hidrolisis protein
a. Ditimbang lebih kurang 1 mg protein sampel masuk tabung hidrolisa. b. Ditambahkan 1 ml HCl 6 N kedalam tabung tersebut dan divakum lebih kurang 1 menit. c. Tabung ditutup dan dioven selama 22 jam dengan suhu 110oC. d. Hasil hidrolisa diuapkan sampai kering dengan gas hidrogen. 2. Prosedur analisis asam amino a. Hasil hidrolisa (hidrolisat protein) dianalisa dengan instrumen analizer asam amino, dengan cara residu protein dilarutkan dalam 0,5 ml NaOH 0,01 N dan 1,5 ml HCl 0,02 N. a. Campuran diultrasonik lebih kurang 2 menit kemudian disaring dengan penyaring Whatman pp 25 berdiameter 0,2 µ m dan filtrat siap dianalisa. 3. Prosedur untuk analisa triptofan a. Untuk hidrolisis asam amino triptofan, larutan HCl 6 N diganti dengan asam methasolfonat 4 N 1 ml, selanjutnya dikerjakan seperti pada p rosedur hidrolisis protein b. Bila mau dianalisa residu dibuat pH = 4 dengan NaOH 4 N, kemudian ditambah 0,02 N HCl sampai volume 2 ml, prosedur selanjutnya sama seperti diatas.
4. Prosedur hidrolisis untuk penentuan sistein dan metionin a. Sampel ditimbang sebanyak 2 mg. b. Ditambahkan 2 ml asam performat dan dibiarkan 4 sampai dengan 24 jam pada 0oC. c. Ditambahkan 0,3 ml 48% HBr. d. Diuapkan dengan nitrogen e. Residu ditambah 1 ml HCl 6 N dan selanjutnya seperti pada prosedur hidrolisis protein. 5. Perhitungan kadar sampel Kadar sampel = Luas area sampel x konsentrasi standart x B.M x 40 x 100% Luas area standart x berat sampel
Cara pengamatan kandungan mineral
1. Cara penentuan kalsium Cara kerja :
1. Sampel abu dilarutkan dalam HCl (1:4) dan semua abu yang terlarut dipindahkan ke dalam gelas piala. 2. Air yang terkandung diuapkan sampai pekat.
Kemudian dipanaskan dalam
penangas selama satu jam. 3. Residu yang telah kering dibasahi dengan 5 - 10 ml HCl pekat dan 50 ml aquades dan dipanaskan lagi dalam penangas air selama beberapa menit, kemudian disaring dengan kertas saring Whatman nomor 52. 4. Filtrat ditampung dengan labu ukur 200 ml. dengan aquades.
Endapan yang tertinggal dicuci
Air cucian dicampur dengan filtrat yang tertampung lewat
kertas saring yang sama. 5. Filtrat dan hasil cucian tersebut diencerkan dengan aquades sampai tanda. 6. Filtrat dan hasil cucian diuapkan sehingga volumenya menjadi lebih kurang 50 ml, kemudian larutan dibuat sedikit alkalis dengan NH4OH (1:4) dan sambil dipanaskan ditambahkan tetes demi tetes larutan amonium-oksalat jenuh sampai
terbentuk endapan Ca dan Mg-oksalat.
Penambahan amonium-oksalat dibuat
sedikit berlebihan. 7. Endapan tersebut dipanaskan sampai mendidih, didiamkan sehingga semua endapan mengendap. Dilakukan dekantasi bagian larutan yang jernih melalui kertas saring, dan dituangkan 15 - 20 ml aquades panas ke dalam endapan dalam gelas piala dan dilakukan dekantasi lagi. Endapan dalam gelas piala dilarutkan dengan beberapa tetes HCl pekat dan ditambahkan air. 8. Diulangi lagi pengendapan dengan membuat larutan sedikit alkalis dengan NH4OH (1:9) dan ditambah 0,5 ml larutan amonium-oksalat jenuh.
Disaring
dengan kertas saring yang tadi, endapan dicuci dengan aquades panas sampai bebas klorida, dikeringkan endapan dan kertas saring dalam krus yang telah diketahui beratnya, dipijarkan dan ditimbang residu tersebut sebaga kalsium. 2. Cara penentuan fosfor. Cara kerja :
1. Contoh ditimbang dengan seksama sebanyak 1 - 2 gram dan dipindahkan de dalam gelas piala (pyrex), ditambahkan 7,5 ml larutan Mg-nitrat dan diaduk baikbaik. 2. Dipanaskan diatas pemanas listrik pada suhu sekitar 180oC, sampai pekat dan tak terjadi perubahan-perubahan lagi. 3. Dipindahkan ke dalam muffle pada suhu 300 - 400oC sampai residu tidak berwarna hitam lagi. Didinginkan, lalu ditambahkan 15 - 30 ml HCl pekat dan diencerkan dengan aquades, kemudian dipindahkan ke dalam labu takar 250 ml dan diencerkan lagi sampai tanda. 4. Diambil 100 ml larutan contoh yang diperoleh dan dipindahkan ke dalam gelas piala 250 ml. 5. Ditambahkan NH4OH pekat sedikit berlebihan. Endapan yang terjadi dilarutkan kembali dengan menambah HNO3 pekat sedikit demi sedikit sambil diaduk, sampai larutan menjadi jernih.
6. Ditambahkan 15 g amonium nitrat, dipanaskan diatas penangas air sampai suhu 65oC dan ditambahkan 70 ml larutan molibdat. Didiamkan pada suhu tersebut selama satu jam. 7. Diperiksa apakah pengendapan tersebut sudah selesai atau belum. Caranya : diambil 5 ml supernatan dan ditambahkan 5 ml larutan molibdat dan dikocok. Bila masih terbentuk endapan berarti masih perlu ditambah larutan molibdat lagi sampai pengendapan selesai. 8. Kalau pengendapan sudah selesai, disaring dan dicuci dengan aquades. 9. Endapan dilarutkan kembali dalam kertas saring tersebut dengan menambah sedikit demi sedikit larutan NH4OH (1:1) dan air panas sampai kertas saring menjadi bersih. Volume filtrat dan hasil pencucian yang terakhir ini tidak boleh lebih dari 100 ml. 10.
Filtrat dan hasil cucian dinetralkan dengan HCl pekat, didiamkan lalu ditambahkan 15 ml magnesia mixture dari dalam buret dengan kecepatan 1 tetes tiap detik sambil dikocok. Didiamkan selama 15 menit.
11.
Ditambah 12 ml NH4OH pekat dan dibiarkan selama 2 jam.
12.
Supernatan mula-mula dituang melalui kertas saring bebas abu, endapan dicuci dalam gelas piala dengan amonia encer sampai bebas klorida.
13.
Endapan dan kertas saring dikeringkan dalam krus yang telah dipijarkan dan diketahui beratnya, kemudian dipijarkan mula-mula pada suhu rendah, akhirnya dipijarkan pada suhu yang lebih tinggi, sampai diperoleh residu yang berwarna putih atau abu-abu keputih-putihan.
Didinginkan dalam eksikator dan berat
residu ditimbang sebagai Mg2P2O7. 14.
Berat P (g dalam 100 ml larutan) = 0,6377 x berat Mg2P2O7 (g)
Uji Biologis pada Ikan
Uji biologis dilakukan untuk mengetahui pengaruh pakan tersebut langsung pada ikan.
Ada kemungkinan pakan yang mempunyai kandungan nutrisi tinggi
kurang memberikan efek bagi pertumbuhan ikan. Oleh sebab itu perlu dilakukan
penelitian langsung di laboratorium untuk menguji suatu pakan. Ikan yang dicobakan diperlakukan pemberian pakan selama periode waktu tertentu umumnya berkisar anta 1, 5 – 2 bulan. Pada selang waktu tertentu dilakukan pengukuran pertumbuhan pada ikan. Pada pengamatan uji biologis tersebut akan didapatkan beberapa variabel pengukuran seperti pertambahan bobot badan, konsumsi pakan dan konversi pakan. Pertambahan bobot badan diukur dengan menimbang ikan tersebut dengan selang waktu tertentu. Dari hasil penimbangan tersebut akan didapatkan pertambahan bobot badan per satuan waktu.
Konsumsi pakan dihtung dengan menimbang kapak yang
diberikan pada ikan selama periode pemeliharaan. Konversi pakan dihitung dengan membandingkan jumlah pakan yang dikonsumsi dengan jumlah pertambahan bobot badan jika dianggap bahwa tidak ada pertambahan pakan alami. adalah nilai dari kebalikan angka konversi.
Nilai koefisien
Jika angka koefisien besar hal ini
menunjukkan bahwa pakan tersebut bernilai biologis tinggi
dan atau berkualitas
tinggi.
Uji Ekonomi
Pakan merupakan komponen terbesar dalam biaya produksi pemeliharaan ikan terutama dalam pemeliharaan ikan yang intensif. Setiap peternak ikan akan berusaha meminimalkan biaya pakan untuk memperoleh hasil ikan yang optimal. Ada beberapa langkah untuk meminimalkan biaya tersebut. Pemilihan bahan pakan lokal akan sangat mengurangi biaya pakan.
Umumnya tepung ikan dan bungkil
kedelai sebagian besar merupakan komponen bahan pakan yang masih harus diimpor. Apabila kedua bahan pakan tersebut dapat diganti dengan bahan pakan yang sama hasil produksi dari dalam negeri atau diganti dengan bahan pakan lain dengan kualitas zat makanan yang sama, maka akan sangat mengurangi biaya pakan. Bahan pakan lokal yang belum akrab di kalangan peternak ikan dapat digunakan untuk menyusun pakan ikan seperti bungkil biji karet, sorghum, daun singkong, daun pisang dan lain-lain.
Bahan pakan yang berasal dari limbah merupakan potensi yang patut di cermati pula. Banyak potensi limbah yang belum termanfaatkan, baik yang berasal dari limbah pertanian, kehutanan, perkebunan, peternakan dan industri.
Limbah
pertanian yang umum digunakan adalah dedak, padahal masih banyak limbah lain yang dapat digunakan antara lain empok, batang dan daun jagung, daun singkong dan lain-lain. Limbah dari kehutanan antara lain adalah daun-daun dan buah-buahan sisa hasil pemotongan kayu. Limbah perkebunan antara lain adalah biji karet, jambu mete, biji kelapa sawit dan lain-lain.
Sementara itu yang berasal dari limbah
peternakan antara lain adalah kotoran ternak, sisa dari rumah pemotongan hewan dan bulu. Limbah yang berasal dari industri antara lain adalah limbah roti, ampas tahu, dan ampas kecap. Cara meminimalkan biaya pakan yang lain adalah dengan mengganti bahan pakan yang mahal dengan bahan pakan yang lebih murah. Salah satu yang umum diganti adalah sebagian jagung diganti dengan sorghum yang harganya umumnya lebih murah. Cara ini agak mengandung resiko karena hampir tidak ada bahan pakan yang mempunyai kandungan zat makanan yang sama.
Kandungan zat makanan
sorghum memang hampir sama dengan jagung tetapi sorgum mempunyai kelemahan dengan adanya zat anti nutrisi tannin.
Tetapi cara penggantian dapat dilakukan
dengan cara lain yang lebih memungkinkan, yaitu mengkombinasikan dua atau lebih bahan pakan dan diupayakan nilai kandungan zat makanan sama dengan satu atau lebih bahan pakan yang akan diganti. Salah satu contohnya adalah campuran bungkil biji karet dan minyak dapat mengganti campuran tepung ikan dan bekatul. Ada dua faktor yang mempengaruhi biaya pakan yaitu harga per unit pakan dan konversi pakan. Biaya pakan dapat diubah dengan suatu perbaikan konversi pakan atau oleh rendahnya harga unit pakan dan oleh kombinasi dari kedua faktor tersebut. Konversi pakan dapat diperbaiki dengan beberapa cara antara lain dengan mengatur formulasi pakan, mengatur waktu pemberian pakan, jumlah pakan, frequansi pemberian pakan dan cara pemberian pakan. dengan memperhatikan pertumbuhan dan spesies ikan.
Formulasi pakan diatur Waktu pemberian pakan
