Risalah Pertemuan
Ilmiah Penelilian
dan Pengembangan
Aplikasi
lsolop dan RadiaSl;
ZfX) I
STUDI KANDUNGAN UNSURMIKRO PADA UMMB SEBAGAI SUPLEMEN PAKAN TERNAK RUMINANSIA Firsoni, Yulizon Menry,dan BintaraHer Sasangka PuslitbangTeknologiIsotopdan Radiasi,BATAN, Jakarta
ABSTRAK STUDI KANDUNGAN UNSUR MlKRO PADA UMMB SEBAGAI SUPLEMEN PAKAN TERNAK RUMINANSIA Telah dilakukan penelitian Wltuk mengetahuikandWlganunsur mineral mikro Mn, Fe, Cu, Se dan Pb dari suplemenUreaMo//asesMu/tinutrientB/ok (UMMB) yang berasaldari beberapa daerah.PengukurandilakukandenganmenggWlakan Spektrometer PendarSinar-X(XRF). Pencacahansampel dilakukan sekaligus dengan meletakkan sampel dipermukaan detektor dan diiradiasi dengan sumber pengeksitasisinar-X selama30 menit. Hasil pengukurandiperolehdata bahwapada UMMB 1 mengandWlg unsur Mn: 5,31 ppln, Fe: 53,76ppm, Cu: 0,65 ppm, dan Ph: 17,57ppm, UMMB 2 mengandWlgWlSUT Mn: 0,35 ppm, Fe: 20,36 ppm, dan Ph: 5,84 ppm, sedangkanUMMB 3 mengandWlgMn: 3,12 ppm, Fe: 58,82 ppm, Cu: 3,12 ppm, Se: 1,84 ppm dan Pb: 112,24ppm. KandWlganmineral dalam tiap-tiap UMMB masih dalam hatasnormaldantidak betbahayasebagaipakansuplemen.
ABSTRACT STUDY OF TRACE ELEMENTS ON UMMB AS A FEED SUPPLEMENT IN RUMINANT. An experimentwas conductedto evaluatethe trace elementcontentsin Urea Molasse Multinutrient Block (UMMB) as ruInina-'1t feed supplementsuchas Mn, Fe, Cu, SeandPb. The X-ray FluorescenceSpectrometry (XRF) was used for measuringof thesetraceelements.The samplescountingweredone all at once by putting the sample on the surfaceof detectorand in-adiatedby radioisotopeexcitationsourcefor a half an hour. The result indicatesthat the UMMB no. I containsMn: 5.31 ppm, Fe: 53.76ppm, Cu: 0.65 ppm, and Pb: 17.57 ppm, UMMB No.2 containsMn: 0.35 ppm, Fe: 20.36 ppm, and Pb: 5.84 ppm, and UMMB no.3 consist of Mn: 3.12 ppm,Fe: 58.82 ppm,Cu: 3.12 ppm,Se: 1.84ppm andPb: 112.24ppm.The trace elementscontentin eachUMMB were in normal levelandalso not in poisoninglevelto be usedfor woof supplement.
PENDAHULUAN Sektor petemakan berk~bang seiring dengan perkembanganjumlah penduduk, untuk memenuhi kebutuhanakan proteinhewani. S,ecara'langsung hal ini menyebabkansemakin kecil ketersediaanlahan untuk petemakan, selanjutnya menyebabkan rendahnya produksi. Untuk meningkatkan produksi petemakan perlu dilakukan manajemen yang tepat dalam pemeliharaan temak dengan keterbatasan lahan tersebut. Kereman mernpakancara perkandanganpraktis yang banyak ditempuh oleh petemakyang mempunyai lahanterbatas.Dengandikandangkanterns,akan terjadi keterbatasantemak untuk mendapatkanzat makanan terntama unsur mineral yang biasanya didapat di lapangan. Kekurnngan unsur mineral karena dikandangkanakan menyebabkanmenurunnyanafsu makan temak, rendahnya efisiensi makanan dan penurunan berat badan serta gangguan terhadap kesuburaIl tenu'lk (1). Temak yang dipelihara secara intensif memerlukan beberapa unsur mineral dan vitamin (2). Mineral yang dibutuhkan dalam jumlah banyak disebut mineral makro dan sebaliknyadisebut mineral mikro (3). Kandungannlineral tanalnanpakan temakdipengaruhiolehspesiestanamandaDjenis tanah tempattumbuhnya(3).
Pemberian pakan ternak ruminansia berupa hijauan sebagaipakan basal dan konsentrat sebagai penguatWltukberproduksi.Namun, keduajenis pakan tersebut belum menjamin terpenuhinya unsur-WlSur mikro berupa mineral, vitalnin dan asam amino yang tidak diperolehtemak sepertipactasaat di alam bebas (2). Pactabeberapadaerah,rumput segar sulit didapat karena adanya musim kering yang lama dan keterbatasanlal1aD.Sebagai alternatif yaitu dengan tersedianya limbah pertanian seperti jernmi sudah banyak dipakai sebagai pakan basal, tetapi nilai nutrisinya rendah. Selanjutnya nutrisi yang kurnng tersebutdapatdipenuhiolehmakananpelengkapseperti UreaMollaseMultinutrient Block (UMlvIB) (4). Bermacam-macambahan atau limbah pertanian telah di pakai sebagaibahandasarpembuatanUMMB, sehinggatelahbanyakformula UI\Invm yang dihasilkan (2). Urea Mollase Multinutrient Block (UMlvIB) merupakanpakan suplemendengankomposisi tertentu yang dapat meningkatkanproduktivitas temak melalui peningkatan sintesis protein mikroba rumen (2). Sebelumditerapkan di lapangan, UI\Invm sebaiknya diteliti terlebih dahulu kandungan nutrisinya di laboratorium. Beberapacara dapatdipakai dalam menganalisis unsur mikro dalam pakan ternak seperti spektrofluorometer,aktivasi netron, serta spektrometri pendar sinar-X (X-Ray Fluorescence Spectrometry-
313
RisalahPeltemuanIlmiahPeneliliandan Pengembangan AplikasilsolopdanRadiaSl;ZOOt
XRF). Analisis sampel dalam penelitian ini dilakukan dengan metode spektrometri pendar sinar-X (XRF), karena metode ini mampu menganalisisunsur secam serentak,sederhanadan cepatdalam pengukuranserta limit deteksiyang baik (5). Dasar analisis spektrometri pendar sinar-X (XRF) ialall pencacallatlsinar-Xyang dipancarkanoleh suatu unsur akibat pengisian kembali kekosongan elektron pada orbital yang lebih dekat dengan inti (karenaterjadinya eksitasi elektron)oleh elektronyang terletak pada orbital yang lebih luar. Setiapunsuryang tereksitasiakan memancarkanpendar sinar x dengan energi yang kamkteristik. Sifat karakteristik ini yang digunakanuntuk analisiskualitatif. Energi sinar-xyang dipancarkandideteksidengandetektorpenangkapsinar x, kemudian diubah menjadi pulsa-pulsalistrik, lalu diperkuat oleh penguc'lt awal (pre-amplifier) dan penguat akhir (amplifier) untuk selanjutnyadiproses sampai terbentuk sebuall spektnun. Luas masingmasingpuncakpada spektrumdigunakanuntukanalisis kuantitatif (5). Eksitasi dilakukandenganmeng~~ sumber mdioisotop pemancar sinar-x yaitu: 5Pe, I09Cddan 241 Am. Sumber 55Pedigunakan untuk menganalisis unsur-unsurdengan berat atom kecil (light element), surnber l~Cd digunakan untuk menganalisisunsurunsur denganberat atom menengah(mediumelement), dan surnber 241 AIn digunakan Wltuk menganalisis UllSur-unSur dengan bemt atom besar (heavyelement). (5,6,7) Analisis secarakualitatif daDkuantitatif dalam penelitian ini dibantu dengaIl meng~ paket perangkat lunak QXAS (Quantitatif X-Ray Analysis System-Analysisof X-Ray Spectra by Iterative Leastsquaresfitting) yang dikeluarkanolehIAEA. Dengan menggwakan spektrometri pendar sinar-X (XRF), dapat diketallui kandmlgan unsur lnineral YaIlg acta di dalam pakan suplementernak nuninansiaUMMB.
BAHAN DAN METODE Bahan. Didalam penelitianini digunak.w3jenis UMMB yaitu UMMB 1,2 dan 3 yang diperolehdari 3 daerahdengankomposisi yang berbeda.Ketiga bahan sampel tersebut dihaluskan dulu dengantangan dan dimasukkan di tempat yang telah diberi kode sebelurnnya. Sebelum dilakukan pengukuranunsur mineral lnikro, ketiga &'UOpel telah dianalisis kandunganbahan kering, ballaD organik drol protein kasar (Tabel 1). Bahan standard logron oksida dari unsur-unsuryang akan diukur dan ballaD pengeksitasi 55Fe daD IO9Cd yang dipakai dalam pencacahan nantinya,diperolehdari lAEA. Peralatan. Alat yang digunakan dalam penelitian ini ialah satuunit spektrometerpendarsinarX buatan ORTEC yang terdiri dari: detektor semikonduktor Silicon Lithium (Si(Li», sumber tegangankerja (high voltage 1100 volt), penguatawal (pre-amplifier),penguatakhir (amplifier),ADC (analog
314
digital converter), pencacah salur ganda MCA (Maestro), dihubungkan dengan sam unit komputer yang telah dilengkapi dengan software QXAS-AXIL daDprinter(4)(Gambar.l).
Gambar
Peralatan spektroskopi pendar sinar-X.
Prosedur analisis, Masing-masingsampelyang telah dipersiapkanuntuk dianaIisis, dikeringkan pada suhu 65°C selama 48 jam, kemudian dihomogenkan dengancara digerus sampaihalus Ialu disaring (200 mesh). Sampelkemudian ditimbang sebanyak1 gram lalu didestruksi dengan menggunakan FlNO3 ;-1'" ditambah HzOz untuk menghilangkan IL organiknya. Kedalam larutan kemudian ditambahkan standarunsur yang berbedadengan unsur-unsurdalam sampel(internal standard). Atur pH larutan = 4, laiu tambahkan 10 ml larutan 1% APDC sebagai pengomplek. Aduk larutan dengan magnetic stirrer selama 30 menit. Endapan yang terjadi kemudian disaringdenganmenggUltakan kertas saringmilliphore. Kertas saring yang berisi endapan sampel kemudian disimpan dalam desikator sebelum dicacah dengan spektrometer pendarsinar-x.Blanko diperlakukansarna dengansampeldenganmenggunakanaquabidest(8). Teknik pencacahan, Sebelum dilakukan pencacahan, aIat spektrometer pendar sinar-X dikalibrasi terlebih dahulu untuk mendapatkandata sensitifitastiap unsur, menggunakanlogam murni dari jenis unsuryang akandiukur. Hasil sensitifitastersebut digunakan untuk perhitungan kuantitatif. Selain itu dilakukan pengukuranresolusi detektor (full width at half maximumFWHM). Pencacahandilakukan dengan meletakkansampelkertas filter Milliphore dan blanko padapermUkaandetektorlaiu diirradiasidengansumber pengeksitasi55Fedan I09Cd,rnasing-rnasingselama:!: 30 menit(8). Datayangtelah didapatdari detektorberupaarea cacahanyang dihasilkandipakai sebagaiaIat pengukur kandunganlnasing-rnasingunsuryang dapatditentukan denganjumlah energitiap unsurtersebut. BASIL DAN PEMBABASAN Kalibrasi energi dilakukan sebelumpencacahan dengan menggunakansumber pengeksitasi terhadap pelet dari beberapasenyawa atau plat logam murni yang telah dipersiapkansebelumnya(Gambar 2a dan 2b). Hasil analisis kandungan bahan kering, bahan organikdan proteinkasar diperolehterlihat pactaTabel 1. Hasil pengukuran resolusi (FWHM) detektor, diperoleh0,180 keY pactaenergi 5,898 keY (spektrum Fe K<x.).Makin kecil nilai resolusi maka keakuratan datasemakinbagus.
Risalah Peltem//an
0
~
10
])
Ilmiah Penelitian dan Pengembangan
;4plikasi IsOIOp dan RadiaSl; 200 t
40
NOmaSall Gambar2a. Kurva kalibrasi energimenggunakan sumber IfECd dengan Spektrometer pendarsinar-X Perhitungan kandWlgan WlSur-WlSurmineral dalam UMMB secara kuantitatif dengan membandingkanluas area cacaltansampeldenganluas areacacal1anstandardikalikan konsentrasist:wdaryang sudah diketahui. Karena pada kondisi smnpeldengan bentuk tipis, nilai sensitifitas masing-masingWlSur setiap sampel adalah konstan, sehingga perhitWlgan kuantitatif dapat menggunakan persamaan perbandinganbiasa(7,9,10):
Mn Ka.
FeKa. Cu Ka.
SeKa.
Ii Ci = -X
Tabel2. Spesifikasi Unsur-unsur yang Dianaiisis MenggunakanMetoda Spektroskopi Pendar Sinar-X
CIS
X Si
Pb Ka.
lIS
dimana Ci adalah konsentrasi unsur i dalmn sampel, Ii cacah unsur i, lIS cacah internal standar 'dalam sampel, CIS konsentmsi internal standar da1am saInpel dan Si sensitifitas unsur i. Masing-masing unsur dapat diketahui dengan adanya beberapa puncak energi yang berbeda pacta spektnun yang dihasilkan detektor (Tabel I), dengan memakai tabel energi nuklida (11). Secara kuantitatif unsUf Mn, Fe, Cu, Se daD Pb dapat dideteksi pacta bebera~; jenis sampel yang dicacah, walaupun pacta beberapa"sampelactaunsur yang tidak terdeteksi dengan tidak adanya spektra yang terlihat (Tabel. 2). Gambar spektnun dari unsur-unsur mikro yang diamati dapat dilihat pactagambar 3.
Tabel3. KaIldungaIl Unsur Mineral Mikro pacta beberapajenis UMMB yang dicacah dengan metodaSpektrometer PendarSinar-X (XRF)
Unsur Mangan dalam tubuh temak dapat meningkatkan penanlpilan reproduksi, pertumbuhan tulang,daDmembantumetabolismedalam tubuh (1,3). Jumlah kebutultan ternak ruminansia terhadapunsur Manganberkisarantara 1 sampai 10 ppm, daD untuk sapi perah laktasi 20 ppm (1,3). Kandungan400 ppm Mn pada pakan akan meracuni domba yang sedang dalam pertumbuhan (3), sedangkan menurut MURTIDJO, 1990menyebutkanbahwakandunganMn lebihdari 150ppmpadapakanakan menjadiracunbagi tubuh ternak. Pada Ul\I1M:B yang dicacah didapat kandlmganMn antara0,36 sampai5,31 ppm.
315
Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan)\iItika5/ tsotop dan RadiaSl;200t
Pactapedet sapi perall, penarnbahanPb dosis 1000 ppm dalam ransUIll, menunmkan kadar Se pacta sebagian besarjaringan tubuh pedet (12).
KESIMPULAN
Gambar3. Spektrum beberapaUnsur Mikro Mn, Fe, Cu, Sedan Pb yang diperoleh
Kand1Ulgan 1UlSurFe dalam ketiga jenis UMM:B adalah antara 20,36 sronpai 58,82 ppm. Untuk jenis temak sapi masili dapat mentoleransi unsur Fe sebanyak 1000 ppm, sedangkan pada domba 500 ppm (4). Kebutuhan rninimal1Ulsur Fe pada temak sapi antarn 25 sampai 40 ppm (3). Jadi katldungan Zat Besi yang terdapat dalron illvIMB tersebut masili dalron barns yang tidak membaltayakan temak. Unsur Tembaga (Cu) berperan banyak dalron fungsi biokintia penting dalron tubull temak perall, kekurnngan Cu pada temak perall akan menyebabkan pertumbuhan lambat, anemia, diare, retak tulang, produksi susu rendah, mandul daD keltilangan warna rambut. Kebutultan Cu pada domba wol kirn-kirn 1 -10 ppm (3). Kandungan yang terd.1patdalam UMMB yang dicacall berkisar antara 0,65 sampai 3,12 ppln, masih dalam batas yang normal. Selenimn (Se) dari dua sampel UMMB tidak dapat dideteksi terlihat dengan spektra yang dihasilkan tidak terdeteksi, ltal ini bisa disebabkan oleh kadar Se dalron pakan sangat rendall sekali, sedangkan UMMB sapi sehat dari Malang mengandung 1,84 ppm Se. Kebutuhan Selenium (Se) untuk sapi perall berkisar antara 0,1 sampai 0,25 ppm, sapi potong 0,05 sampai 0,1 ppm daD domba 0,06 sampai 0,2 ppm (12). Rekomendasi intemasional untuk Selenimn ialah 0,1 ppm dalam pakan (13). Selenimn berfungsi sebagai anti oksidan, kekebalan tubull terltadap penyakit, perbaikan reproduksi, daD merangsang produksi wol pada domba serta perperan mltuk fungsi pengiiltatan (12). Kosentrnsi tinggi Se terdapat di hati, ginjal, limpha, pankreas, jantung daIl pam-pam, jika terjadi kelebihrol Se di tubuh, maka Se akan dieksresikan kurrolg dari 2 minggu. Pemberian 264 ppm Selenium menunmkan berat badan pada domba (13). Tunall Hitanl (Ph) Zat makanan yang tergolong logam berat yang dikandung UMMB berkisar antarn 5,84 sampai 112,24 ppm. Tanaman di lapangan biasanya terkontaminasi oleh Timah Hitam daTi industri atau udara berkisar antarn 0,3 sampai 1,5 ppm selama pertumbuhan, dan setelall dipanen jumlalulya dalam tanaman akan meningkat. Pb juga menyebabkan pecahnya sel darah Merall penyebabanemia daDadanya hub1UlgaIl antara Pb dengan defisiensi 1UlS\1fFe (3). Kadar PbSO4 yang tinggi akibat polusi udara, menyebabkan sempoyongan daD kematian pada sapi.
316
KandlU1ganMn, Fe, Cu, Se dan Pb dalam pakan UMMB masih dalam barns yang nonna! dan tidak memballayakan temak, sebagian lU1SUfdiatas terdapat dalam jmnlah yang rendah atau tak terdeteksi. Kekurangan daTi sebagian mineral tersebut diatas, diharapkan akan dapat dipenuhi oleh bahan makanan lairulya seperti hijauan, jerami dan lainnya. KandlU1gan lnineral dalam tiap-tiap UMMB masih dalam batas normal dan tidak berbahaya sebagai pakan suplemen. KandlU1gan mineral yang berbedabeda pacta tiap-tiap UMMB menlU1jukkan variasi dalam bahan-ballaD yang dipakai dalam pembuatan UMMB pactabeberapadaerall.
UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terilna kasih kepada bapak Ibrahim Gobel, bapak Firdaus dan kepada bapak Sugino daD pillak lain yang telah membantu daTi persiapan
sampel sampaiselesainyapenelitianini. DAFTAR PUSTAKA MURTIDJO, B.A., "Beternak Sapi Potong" PenerbitKanisius,Yogyakarta,(1990). 2. HA TMONO, H dan HASTORO, I., "Urea Molase Blok"., Trubus Agriwidya, Ungaran,(1997). 3. UNDERWOOD, E.J.,"Trace Elements in Human and Animal Nutrition", 4th Edition, Academic Press,New York, (1977). 4. SASANGKA, B.B., SUHARYONO., SUYONO, G., AFANDI, M., "Study UnsurMikro di dalam Jerami Padi untuk Ternak", Aplikasi Isotop dan Radiasi dalam Bidang Petemakan,Biologi dan Kimia (RisalahPertemuanIlmiah, Jakarta,1993) BATAN, Jakarta(1994). 5. JENKINS, R., GOULD, R.W., GEDCKE, "Quantitative X-Ray Spectrometry", Marcel Dekker,New York, (1981). 6. ANONYMOUS, Elemental Analysis of Biological Materials, Current Problemsand Techniques with Special Reference to Trace Elements, IAEA, Vienna, (1980)231. 7. ANONYMOUS, "Quantitative X-ray Analysis Syatem, Physic Section, PCI Laboratory Seibersdorf,IAEA, Vienna,(1993).
8. tvfENRY, Y., tvfELLAWATI, J., SURTIPANTI daD YUMIARTI.,"Metode Analisis Unsur dalam Contoh Debu Udc1ra Aplikasi Spektrometri Pendar Sinar-X", BATAN-PATN, Bandung, (1997).
9. KREGSAMER, P., Manual for QXAS QUcwtitative X-ray Analysis System,under tile allspicesof IAEA, Vienna,(1995). lO.KUMP, P.," "Quantitative Analysis of Environmental Smnples". Instruction manuals, Ljubljana, (1993).
II.U.S. ATOMIC ENERGY COl\.1MISSION,Chart of tile Nuclides,Kholls Atomic Power Laboratory, NavalReactorU.S. 12. DILAGA, S.H., "Nutrisi Mineral MakanaIl Ternak (Kajian Khusus Unsur Selenium)", Akademika
Pressindo,Jakarta,(1992). 13.ZINGARO, R.A and COOPER, W.C.,"Seleniwn", Van Nostrand ReinIl01dCompany, New York, (1974)376-396.
317
