TINJAUAN PUSTAKA Potensi Tepung Bulu A y a m Tepung bulu ayam m e ~ p a k a nbahan makanan inkonvensional yang mudah di dapat dan harganya relatif murah. Di Indonesia industri perunggasan semakin berkembang, dengan demikian akan semakin banyak limbah perunggasan yang hams dibuang. Salah satu bentuk limbah yang dibuang itu adalah bulu unggas. Pada setiap jenis unggas potensi bulu yang didapatkan tidak sama. Menurut Packham ( 1982) bahwa hasil dari pemotongan ternak unggas didapatkan rata-rata bobot bulu
6% dari bobot hidup, sedangkan menurut Austic dan Nesheim (1990) berkisar 4 sampai 9% per bobot hidup. Apabila dihubungkan dengan data Ditjen Peternakan (2001) populasi ayam di Indonesia mencapai 853.831.600 ekor dan banyaknya pemotongan ayam sebanyak 807.349 ton, kalau bobot bulu rata-rata 6.5% dari bobot hidup, bulu ayam yang menjadi limbah jika tidak terrnanfaatkan mencapai 52477,68 todtahun. Berdasarkan asumsi pemakaian bulu ayam sebanyak 6% dan konsumsi ayam selama pemeliharaan 8 minggu mencapai 5.95 kg W C , 1994), maka persediaan bulu ayam tersebut cukup untuk menjamin kebutuhan 52477,68 x
lo6 /
(5.95 x 0.06)
=
146.996.302 ekor ayam/tahun.
Keratin Tepung bulu ayam mempunyai kandungan protein yang cukup tinggi berkisar antara 80-90 persen. Penggunaan bulu unggas secara alarni tanpa pengolahan sebagai bahan pakan mempunyai nilai nutrisi yang sangat rendah, karena adanya ikatan sistin, ikatan ester, ikatan garam dan ikatan hidrogen yang
menyebabkan bulu mumi tidak &pat dicema, untuk itu perlu adanya pengolahan supaya ikatanikatan
pada buiu ayarn tersebut dapat dipecahkan agar mudah
dicema. Struktur keratin dapat dilihat pada Gambar 1 . (ikatan sisten)
4
HC- CH2
S
p
S
P
CH2
I
NH I
CO
0 (ikatan ester)
I
1 I
4---
NH
NH
(ikatan garam)
I
&
yo HC- (CH2)s
- CH2-
N&+
I
NH I CO
I
CO
0 1 I
I
0-C-CH2-CH2- CH I
NH (ikatan Hidrogen) OH
i
L I1 HC- CH2 - O K -0 - C - CH2 A H 2 I NH I CO
I
CO
-
I
CH I
NH I
CO
Garnbar 1. Struktur Keratin (West clan Todd, 196 1) Keratin adalah produk pengerasan jaringan epidermal dari tubuh. Keratin merupakan protein fibrous yang kaya dengan sulfur dan banyak terdapat pada rambut, tanduk, kuky bulu dan semua produk-produk epidermal (Haurowitz, 1984). Protein ini 14% terdiri dari sistin disulfida sebagai jembatan antar moIekul. Sifat fisik dan karakieristik dari keratin adalah tick& &pat larut dalam air, eter atau
alkohol tetapi perlahan-Iahan lamt dalam air yang dipanaskan pada suhu 150°C-
200°C. Harrow dan Mazur (1954) mengatakan keratin dapat dipecah menjadi butiran-butiran melalui reaksi kimia clan kemudian butiran ini dapat dicerna oleh Lripsin dan pepsin. Pengolahan Tepung Bulu A y a m Popadopaulus efal.,1985 telah mencoba membandingkan hasil pengolahan tepung bulu tanpa hidrolisa (autoclave), dihidrolisa dengan NaOH, clan pedakuan enzim, Kondisi pemprosesan seperti penambahan unsur-unsur kimia berpengaruh terhadap kandungan asam amino tepung bulu. Pengolahan tepung bulu dengan cara pemanasan dibawah "reflu" selama 20 jam dan ditambahkan HCI kemudian dikeringkan dan digiling dilaporkan oleh Pond dan Menar (1978).Kandungan asam amino tepung bulu ayam berbagai cam peagolahan &pat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Kandungan Asam AminoTepung Bulu Ayam Berdasarkan Cara PengoIahan dan Kandungan Asam Amino Tepung Ikan . Asam Amino Autoclave Autoclave Autoclave Tekanan 50 memt* +0.4% NaOH + 0.4% EH Panas** 50 menit* 50 menit*
Tekanan Panas+HCI**
4.84 4.87 4.80 6.29 6.06 3.51 7.25 7.73 7.36 0.76 0.69 0.72 5.04 5.08 4.82 5.55 7.58 7.57 8.05 8.27 3.11 1.90 1.94 2.48 0.75 4.85 0.72 4.61 1.90 1.94 2.23 2.08 0.75 0.72 0.63 0.72 9 6 15 7 09 Ket: 0.4YoEH = perlakuan penambahan 0.4% enzim hidrolisis. Sumber: * Papadopaulus et al.. (1985) ** Pond dan Mener (1978)
Threonin Sistin Valin Methionin Isoleusin :Leusin 'Tirosin Phenil Alanin i~~sin !Histidin
4.81 4.04 7.41 0.64 5.09 7.64 1.93 0.74 1.93 0.74
4.67 3.04 7.36 0.67
1
Tepung lkan W C . 1994
2.46 0.57 2.77 1.63 2.28 4.16 1.80 2.21 4.51 1.42 3.65
Tepung bulu yang dihidrolisis telah digunakan dalarn makanan ayam, tetapi tepung bulu tersebut kekurangan asam amino lisin, histidin, metionin dan triptopan (Ewing, 1963 dan Baker ef al., 1981). Disarnping itu juga daya cerna lisin dan histidinnya sangat rendah (Papadopaulus, 1985). Bhargava dan O'Neil (1974) melaporkan bahwa pemberian tepung bulu yang dihidrolisis dalarn ransum ayam ras pedaging yang mempunyai tingkat kalori clan protein yang sama sampai 10% tanpa penambahan lisin dan metionin tidak rnenggangu perturnbuhan, dan penggunaan tepung bulu
15% dalam ransum
cenderung menyebabkan berat badan yang semakin berkurang dibandingkan dengan pemberian
tepung
bulu
10%.
Sedangkan
hasil
penelitian
Kamal
(1985)
menunjukkan bahwa tepung bulu dapat digunakan sampai 7.5% sebagai penganti tepung ikan dalam ransum ayam pedaging, asal ditambahkan metionin sebanyak 0.1 % dan lisin 0.2%.
Sudibya (1998)
telah menguji efek hidrolis HCL terhadap kepala udang
yang kaya akan khitin yaitu sebesar 15-20 persen, kemudian dihidrolisis dengan konsentrasi HCL 0. 3 dan 6% dan lama pemasakan 0.15. 30 dan 45 menit, memperiihatkan bahwa hidrolis dengan HCL 6% clan waktu 45 menit akan meningkatkan jumlah asam amino alpha dari 301 mg/g hingga 535 mglg bahan kering. Berdasarkan
hasil ini, penulis juga ingin mencoba hidrolis HCL terhadap
tepung bulu yang dimasak denganpressure cooker. Kebutuhan Protein dan Asam Amino dalam Pakan Unggas
Protein merupakan suatu zat makanan dengan molekul-molekul yang komplek yang terdiri atas asam-asam amino yang sangat dibutuhkan tubuh dan juga
merupakan bagian yang tidak dapat diganti kedudukannya dalam seluruh jaringan tubuh seekor hewan yang meliputi darah, otot, organ-organ tubuh, tendon, tulang, kuku, pamh dan bulu. Asarn amino yang rnembentuk jaringan tubuh ada 22 rnacam terdiri atas 1 ) asam amino netral yaitu : glisin, alanin, valin, serin, leusin, isoleusin, treonin ; 2) asam amino asam yaitu asam amino aspartat dan glutamat; asam amino basa yaitu lisin, arginin, sitmlin ;asam amino s u l h r yaitu metionin, sistin dan sistein ;3) asam amino aromatik yaitu phenilalanin, tirosin dan asam amino heterosiklik yaitu triptopan, histidin, prolin dan hidroksiprolin. Kebutuhan tubuh akan asam-asam amino essensial dan nitrogen dapat dipenuhi dengan protein dalam makanan &lam jumlah cukup dan kualitas optimal. Adanya faktor-faktor genetik, perbedaan umur, jenis kelamin, dan faktor lingkungan serta iMim menyebabkan tingkat kebutuhan tubuh akan asam-asam amino, berbeda untuk setiap individu (Han dan Baker. 1993). Barnes er aL. (1995) menyatakan bahwa kualitas protein tergantung dari keseimbangan dan kelengkapan asarn-asarn amino essensialnya. Asam amino lisin. metionin dan sistin merupakan asarn amino yang perlu diperhatikan di dalam penyusunan ransurn ayam karena tisin mempakan asam amino pembatas pertama pada unggas, disusul metionin sebagai asam amino pembatas kedua, kemudian treonin merupakan asam amino pembatas ketiga. Perhatian para ahli makanan unggas terhadap aspek penggunaan asam-amino sebagai suplemen di &lam ransum unggas semakin bertambah besar. Hal ini disebabkan adanya keuntungan yang didapat dari penggantian sebagian bahan
makanan sumber protein dengan produk asam amino sintetik terutama metionin, lisin dan triptopan untuk meningkatkan pertumbuhan ayam . Penggunaan asam amino sintesis ini akan meningkatkan fleksibilitas penggunaan bahan pakan dan dapat mengendalikan dampak lingkungan. Krelebihan nitrogen merupakan salah satu kontaminasi yang serius terhadap lingkungan. Pada keadaan kelebihan nitrogen akan menghasilkan amonia yang bersifat racun. Pengurangan ekskresi total N pada diet protein rendah, akan mengurangi polusi lingkungan (Gate1 dan Grosjean, 1992) &n mengurangi kasus gangguan pernapasan pa& ayam (Chung, 1995). Suplementasi asam amino pada tingkat tertentu dapat menurunkan kadar protein pakan tanpa mengganggu kineja sehingga surnber protein yang bemilai dapat dihemat dan pengunaan bahan baku pakan lokal kemungkinan dapat ditingkatkan nutriennya dan dapat dimanfaatkan dengan baik (Moran et a/.. 1992) Kebutuhan suatu asam amino hanya dapat dipenuhi oleh asarn amino itu sendiri, tetapi ada juga yang &pat dipengaruhi oleh asam amino Iaimya melalui proses transametilisasi. Scott
er al., (1982) rnenyatakan bahwa kebutuhan asam
amino metionin hanya dapat dipenuhi oleh asam amino metionin sedang kebutuhan sistin dapat dipenuhi oleh asam amino sistin clan metionin. Hal ini disebabkan karena metionin dapat dikonversikan menjadi sistin melalui proses transmetilisasi, sedang proses sebaliknya tidak clapat tejadi. Diantara asam-asam amino terdapat antagonisme misalnya antara leusin dan isoleusin dan valin, antara arginin dengan lisin. Selanjutnya dinyatakan bahwa pengertian antagonisme asam amino agak berbeda dengan pengertian ketidak
seimbangan. Hambatan pertumbuhan yang disebabkan ketidakseimbangan asam amino dapat diperbaiki dengan menambahkan asam amino yang sangat kekurangan untuk pertumbuhan. Bila hambatan pertumbuhan karena antagonisme sebuah asam amino tunggal, dapat diperbaiki dengan menambah asam amino yang merupakan antagonisme dari asam amino tersebut. Misalnya dari penelitian Latsaw (1993) dan Pesti et a/.. (1994) diperoleh bahwa penambahan metionin pada ransum yang mengandung bungkil kedele sebagai sumber protein menyebabkan berat badan anak ayam bertambah secara maksimal, akan tetapi apabila lisin yang ditambahkan justru pertumbuhan terhambat dan anak ayam memperlihatkan defisiensi arginin. Kebutuhan asam amino untuk ayam ras pedaging menurut NRC (1994) agak berbeda dengan rekomendasi NRC (1984), menurut Castaldo (1994) dengan mengumpulkan penelitian-penelitian yang aktual dan intensif dari
peneliti dan
anggota USA's National Research Council (NRC) yang dilakukan oleh Dr. E.T Moran dari Auburn University dan Dr. J.L Sell dari Iowa State University selama 10 tahun banyak terjadi perubahan kebutuhan
asam amino untuk unggas terutarna
untuk fase stater dan grower (ayam pedaging, ayam petelur, itik, angsa dan kalkun). Untuk ayam ras pedaging perubahan terjadi pada kebutuhan asam amino arginin. glisin +serin, histidin, leusin, lisin, sistin, phenilalanin, theronin , tirosin dan valin seperti yang terlihat pada Tabel 2.
Han dan Baker (1993) telah dapat menunjukkan kebutuhan yang tepat untuk lisin dan metionin di dalam industri ayam ras pedaging. Dengan perlakuan 0.5, 1.0, 2.0 dan 4.0% DL metionin dan 0.4, 0.8, 1.6 d m 3.2 Glisin (ransum basal 23% CP, 3200 kkaykg, 0.2% suplementasi metionin) memperlihatkan intake ransum, efisiensi
ransum clan bobot badan secara linear semakin berkurang dengan meningkatnya Level DL-metionin dari 1.0 d m 4.0%, sedangkan berat badan ayam semakin berkurang dengan level pemberian L-Lisin diatas 1.6%. Tabel 2.Kebutuhan Protein dan Asam Amino untuk Ayam Ras Pedaging (% ransum) L
Umur datam Minggu Asam amino
0-3' Protein
0-3**
23.00 23.00
3-6'
3-6"
20.00 20.00
6-8*
6-8**
18.00 18.00
Arginin
1.44
1.25
1.20
1.10
1.00
1.00
Glysin + serin
1.50
1.25
1.00
1.44
0.70
0.97
Histidin
0.35
0.35
0.30
0.32
0.26
0.27
Isoleusin
0.80
0.80
0.70
0.73
0.60
0.62
Leusin
1.35
1.20
1.18
1.09
1.00
0.93
Lisin
1.20
1.10
1-00 1.00
0.85
0.85
Metionin
0.50
0.50
0.38
0.32
0.32
Metionin + sistin
0.93
0.90
0.72 0.72
Phenilalanin
0.72
Prolin
-
0.72
0.63
0.60
0.38
0.60
0.60
0.65
0.54
0.56
0.55
-
0.46
Theronin
0.80
0.80
0.74
0.74
0.68
0.68
TrVto~han
0.23
0.20
0.18
0.18
0.17
0.16
Valin
0.82
0.90
0.72
0.82
0.70
0.62
Efektivitas Lisin dan Metionin sebagai Prekursor Karnitin Suatu komponen yang diberi nama karnitin, yaitu gamma-amino-betahydroxybutiric trimetyl betaine, mempakan komponen yang terdapat &lam jantung, otot, kerangka, hati dan beberapa jaringan lain. Kornponen ini berperan dalam transpor asam-asam lernak ke dalam mitokondria, dimana asam-asam lemak tersebut akan dioksidasi untuk menghasilkan energi yang diperlukan oleh sel-seI (Mayes, 1995). Struktur kimia kamitin a& 3 konfigurasi antara lain L-kamitin, D-karnitin dan DL-kamitin.
Menurut Michalak dan Qureshi (1990) menyatakan bahwa L-
kamitin dengan
nama
kimia
a-hidroksi-y-N-trimetilbutirat berfungsi ufama
memindahkan asam lemak rantai panjang menembus membran dalam mitokondria. Selanjutnya dijelaskan bahwa aktivasi asam lemak rantai panjang (asil CoA ester) ditransesterifikasi pa& L-kamitin oleh ensim karnitin palmitoiltransferase 1 dan transfer asilkamitin lemak rantai panjang ester dapat menembus membran mitokondria dan tidak langsung oleh ensim asilkamitintranlokase. Kemudian asil CoA lemak rantai panjang timbul lagi oleh ensim karnitinpalmitoil transferase I1 ke dalam matrik mitokondria. Feller dan Rudman (1988) menyatakan bahwa karnitin membantu fungsi fisologi yang penting dalam oksidasi asam lemak dalam mitokondria manusia, tetapi senyawa ini tidak h a m ada &lam makanan orang dewasa yang sehat dalam lingkungan yang konvensional sebab secara endogen senyawa tersebut dapat disintesis. Robouche et al., (1991) menyatakm bahwa L-kamitin adalah essensial dalam produksi energi yang berasal dari asam lemak rantai panjang. Pada manusia Lkarnitin disintesis terutarna dalam hati dan ginjal yang berasal dari asam amino
essensial lisin dan metionin. Oleh Rebouche (1983) ditunjukkan bahwa lisin merupakan prekursor yang merupakan sumber kerangka karbon dari karnitin pada mamalia. Hubungan antara lisin dan karnitin digambarkan sebagaimana hubungan antara asam amino triptopan dan niasin. Baik kamitin maupun niasin dapat disintesis dari asam-asam amino. Feller dan Rudman (1988) menyatakan bahwa untuk sintesis karnitin membutuhkan 4 atom karbon yang berasal dari lisin dan gugus metilnya berasal dari metionin. Di samping itu diperlukan mikronutrien yang berfimgsi sebagai kofaktor yang dibutuhkan untuk aktivasi enzim yaitu vitamin C, niasin, vitamin B-6 dan mineral Fe. Sutardi (2000) melaporkan bahwa metionin'berfungsi sebagai donor sulfur dan donor metil dalam metabolisme satu karbon, dimana kerangka C sering dipakai &lam transfer S dari metionin, dimana aktivasi metionin oleh ATP (Adenosin Tri Phospat) menj adi SAM (S-Adenosil Metionin). Fungsi metionin sebagai donor metil dalam biosintesa karnitin melalui beberapa tahap yaitu : (1). Metilisasi lisin oleh SAM (S-Adenosil Metionin) menjadi
E
-N-trimetil- lisin
+ 3 SAM +
3HN - C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H 2 - C H - C O O
I
'
--------+ Metilisasi
NH~+
3HC 3HC 3HC
(Lisin)
>
N+-CH,-CH,-CH,-CH,-CH-COO
I
NH3 E
-N-trimetil- lisin
(2). Hidrolisasi
fl -hidroksi
E
- N-trimetil-lisin oleh enzim hidroksilase mitokondria menjadi
E -N-trimetil-lisin.
Reaksi ini mernbutuhkan vitamin C (asam
askorbat) sebagai koenzim dan kation Fe*
sebagai kofaktor. Selain itu disertai
o l e h oksidasi asam a-keto-giukarat rnenjadi suksinat
E
OH
N-Trirnetil -1isin
N*-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-CH-COO
Vit C, Fe" Hidroksilase
3HC
NH3'
(3) Oksidasi oleh aldolase menjadi y - butirobetain-aldehid + Gly
f3-hidroksi -
-N-trimetil lisin
y -butirobetain aldehid aldolase (4) Dehidroginasi. Membutuhkan NAD (bentuk a k i f Niasin) sebagai koenzim. E
NADH + H+
NAD
y -butirobetain aldehid
y -butimbetain
dehidrogenase (5) Hidroksilasi y -butirobetain menjadi Lkamitin, disertai oksidasi a-keto-glutarat
menjadi suksinat membutuhkan vitamin C dan Fetl
a-KG + 0
2
y-butirobetain
Suksinat + C02 L-Lamitin
dehidrogenase Aktivasi asam-asam lernak dan proses oksidasinya terjadi di mitokondria sangat tergantung pada karnitin, dimana asil karnitin, dan asil-CoA rantai parjang
tidak akan menembus mitokondria dan tak teroksidasi kecuali bila asarn lemak bebas tersebut membentuk asii karnitin. Karnitin memainkan suatu peranan pusat dalam seluruh proses ini sebagai pereaksi yang memperbolehkan masuknya gugus asil lemak ke dalam mitokondrion. Ini berarti bahwa rnernbran dalam mitokondria hams mengandung suatu sistem pengangkutan untuk asil karnitin lemak. Kita dapat melacak urutan tahaptahap dari degradasi suatu molekul asam lemak di dalam sitoplasma hingga pembentukan asetil CoA &lam rnitokondria dengan memulai dari pengaktivan asam-asam lemak bebas oleh reaksi dengan asetil CoA. Supadmo (1997) telah membuktikan bahwa pemakaian karnitin pada level 150 mgkg dapat menurunkan kolesterol daging ayam broiler dari menjadi 48.04 mg'h, kolesterol darah
64.88 mg%
dari 132.50 mg/dl menjadi 88.00 mg/dl,
triasilgiserol darah dari 158.50 mgldl menjadi 72.50 mg/dl. Pemakaian prekursor karnitin yaitu lisin (0.20%) dan metionin (0.08%) ternyata juga dapat menurunkan kolesterol dan lemak daging ayam broiler, tapi tidak sebaik pemakaian karnitin., Diharapkan dalam penelitian ini diketemukan level metionin dan lisin yang paling baik untuk mengoptimurnkan oksidasi lemak sehingga dapat merendahkan kadar lemak dan kolesterol ayam pedaging.
Wyatt dan Goodman (1993)mengadakan penelitian pada ayam ras pedagmg untuk mengevaluasi Lkarnitin dalam pakan dengan lemak yang tinggi terhadap performans pertumbuhan dan komposisi total karnitin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pakan dengan 1.25% lisin menurunkan lemak abdomen dan lemak karkas secara signifikan bila dibandmgkan dengan ayam-ayam yang diberi 1% atau 1.5%
lisin. Tejadi interaksi antara lemak dan karnitin pada deposisi iemak abdomen dan lemak karkas. Suplementasi karnitin pada ayam ras pedaging ternyata dapat mereduksi lemak karkas, tetapi mekanisme yang tej a d i belum diketahui. Barker dan Sell (1994) mengadakan penelitian untuk menentukan pengaruh penambahan karnitin terhadap performans dan komposisi karkas pada kalkun muda dan ayam ras pedaging. Hasil penelitian menunjukkan bahwa
penambahan Lkarnitin tidak
berpengaruh terhadap berat badan, efisiensi pakan, daging dada atau komposisi karkas dari kalkun muda dan ayam broiler, Hal ini disebabkan pada unggas karnitin digunakan &lam konsentrasi yang lebih besar, rnengingat terbatasnya kapasitas absorbsi yang terdapat pada usus untuk kamitin dan pertimbangan degrasi mikroba terhadap karnitin dalam usus. Leibetseder (1995) telah mempelajari efektivitas L-karnitin pada ternak unggas, dimana pemberian L-kamitin atau DL-karnitin dapat menurunkan lemak abdominal pada ayam ras pedaging. Kemudian dicobakan juga efek L-karnitin dengan suplementasi nicotinic acid sebanyak 500 mg/kg dalam ransum ayam petelur dengan nyata mengwangi kolesterol dalam telur. Penelitian berikutnya juga dicobakan pada pembibitan ayam ras pedaging dengan pemberian 0,20,50 dan 100 mgikg ransum selama 3 minggu, daya tetas dapat meningkat sebanyak 4 dan 2.9% dengan pemberian 50 dan 100 mg pemberian kamitin. Iben et al. (1991) melihat dampak pemberian lisin dan metionin terhadap jumlah kamitin tubuh, dengan pemberian lisin dan metionin sebanyak 20% di atas
clan 20% dibawah kebutuhan optirnun terhadap pertambahan berat badan, lemak abdominal dan kandungan karnitin di dalam berbagai jaringan organ tubuh. Pada
aras lisin dan metionin rendah, kandungan lemak abdominal ditemukan lebih tinggi. Suplai prekursor karnitin memperlihatkan efek yang tidak berbeda terhadap kandungan karnitin dalam jaringan, tetapi
suplementasi lemak mengurangi
konsentrasi karnitin pada semua jaringan kecuali pada ginjal. Kelinci yang diberikan sebanyak 40 mg kamitinikg ransumhari selama 21 hari yang diukur plasma lipoprotein dan biosintesa lemak dihati secara m vitro dengan mengunakan (2-14C) mevalonate dan (1-14C) oleat yang diamati oleh Bell et al.. (1992) memperlihatkan berkurangnya kolesterol plasma sebanyak 35%,
VLDt sebesar 50% dan meningkatnya HDL. Pengaruh Pakan yang Mengandung Lemak Tinggi Makanan yang berlemak dan kolesterol (arteriosgenis diet) tinggi merupakan pakan yang bila dikonsurnsi dapat meningkatkan kadar kolesterol plasma dalam darah dan disebut dengan hiperkolesterolemia. Hiperkoiesterolemia, di sarnping menghasilkan kilomikron juga dapat meningkatkan kilomikron "remants", bersifat aterogenik dan sangat berbahaya apabila terserap oleh tunika intimu dinding pembuluh darah. Kilornikron yang masih mengandung apoprotein B yang berada dalam tunika intima dengan mekanisme yang belum diketahui menjadi sel busa (macrophagefoam cells) yang merupakan cikal bakal pembentukan arteriosklerosis.
Asam lemak adalah komponen terbesar dari beberapa lipida kompleks, nama umum atau sistimatik jumlah atom C dan jumlah ikatan rangkap dapat dinyatakan pa& Tabel 3. Pemberian nomor atom karbon biasanya dimulai dari ujung karbosil (COON) atau gugus h g s i o n a l , tetapi berkaitan dengan kegiatan biologis
dan gizi
digunakan penomoran dari atom karbon ujung metil ( CHs) clan ditandai dengan
omega (n). Ada 2 macam lemak tidak jenuh yaitu : I). jenis oleat atau satu ikatan rangkap, apabila ikatan rangkap tersebut terletak pada atom karbon ke-9. Oleh karena itu di sebut omega-9. 2). jenis linoleat atau dua ikatan rangkap, apabila ikatan rangkap pertama terlctak pada atom karbon n ke-6 disebut juga kelompok omega-6. 3). jenis Iinolenat dengan tiga ikatan rangkap, apabila ikatan rangkap pertama terletak pada atom n ke-3, sehingga disebut asam lemak omega 3. Tabel 3. Sistimatik dan Letak Ikatan Rangkap Asam Lemak (Leskanich dan Noble, 1997) Nama umum Palmitat Palmitoleat Marganat Stearat Oleat Vaccenat Linoleat y-Linolenat a-Linolenat Arakhidat
Dihomo-y-linolc Arakhidonat Emcat
Cluponodonat
Nama sistimatik Tetradekanoat Heksadekanoat Heksadekaenoat Heptadekanoat Oktadekanoat Oktadekaenoat Oktadekaenoat Oktadekadienoat 0ktadekatrienoat Oktadekatrienoat Oktadekatetraenoat Eikosanoat Eikosadienoat Eikosaenoat Eikosatrienoat Eikosatetraenoat Eikosapentaenoat Dokosaenoat Dokosatrienoat Dokosatetraenoat Dokosapentaenoat(n-6) Dokosapentaenoat Dokosaheksaenoat
Jumlah atam C dan ikatan rangka 14 : 0 16:O 16 : 111-7 17:O 18 : 0 18 : ln-9 18 : 111-7 18 : 211-6 18 : 3n-6 18 : 3n-3 18 : 4n-3 20 : 0 20 : 2n-6 20 : 111-9 20 : 3n-6 20 : 4n-6 20 : n-3, EPA 22 : ln-9 22 : 3n-9 22 : 411-6 22 : 511-6 22 : 5n-3, DPA 22 : 6n-3, D M
Diantara asarn lernak farnili omega-3 yang penting dan berkaitan dengan gizi dan kesehatan adalah asam lemak eikosapentaenoat (EPA),
C20:5n-3 dan
dekosaheksaenoat (DHA), C22 : 6n-3 yang terdapat banyak pa& ikan, kerangkerangan dan fitoplankton . Pada umumnya lemak (asam lemak) yang dikonsumsi adalah asam lemak jenuh (saturatedfatty acid
=
S A F A dan lemak tidak jenuh (unsaturaredfattyacid =
USAFA). Sedangkan asam lemak tidak jenuh terbagi atas tunggal (monounsaturated
fafry acid
=
MUFA) dan jamak (polyunsaturated fifty acid
=
PUFA). Unsaturated
fatty acid yang berantai panjang dan tidak mempunyai ikatan rangkap termasuk
asam lemak yang tidak essensial untuk tubuh hewan dan manusia. Makanan yang mengandung (disebabkan
"saturated fafry
penekanan
acid"
aktivitas
mempunyai
reseptor
LDL
efek dalam
hiperkolesterolemik sel-sel
hati
yang
mengakibatkan peningkatan LDL-K &lam darah) dan irombogenik. Sebaliknya, bila konsumsi kolesterol rendah dan saturated fatty acid tinggi, maka reseptor LDL selsel hati aktif dan hati rnengambil LDL-k, sehingga konsentrasi LDL dalam darah turun. Asam lemak MUFA merupakan lemak yang terdapat pa& hewan dan tumbuh-tumbuhan, walaupun asam lemak ini lebih intensif menurunkan kolesterol darah, bila dibandingkan dengan efek asam lemak jenuh, namun pada umumnya MUFA menunjukkan efek netral terhadap kolesterol darafi. Dari beberapa studi yang dikumpulkan ternyata pemberian 'fnonounsaturatedfany acid " dapat menurunkan total plasma kolesterol dan LDLK dibandingkan dengan SAFA. Selain itu, asam lemak ini juga ti&
menurunkan HDL kolesterol.
Berbeda dengan PUFA, seperti omega-3 yang dihasilkan dari ikan laut, MUFA tidak menurunkan kadar hiasilgliserol darah dan juga belum diketahui
apakah efek penurunan kolesterol plasma melalui jalur metabolisme prostaglandin atau fungsi platelet. PUFA rnerupakan asam lemak yang sangat vital untuk memberikan
kekuatan
pada
mernbran
seluler sebagai
pelopor
(prekursor)
pembentukan prostaglandin. Dalam literatur dinyatakan bahwa dua jenis PUFA yang penting ialah asam lemak omega-6 dan omega-3. Contoh asam lemak omega4 ialah asam lenoleat yang terdapat dalam rnakanan dan asam arkidonat (C20 dan mempunyai 4 ikatan rangkap) berasal dari sintesis asam linoleat di dalam hati. Asam lernak o m e g a 3 rnerupakan asam lemak essensial bagi tubuh untuk kepentingan pembentukan komponen mernbran otak, retina mata dan sperma. Pengambilan asarn lemak omega-3 dari rnakanan mengakibatkan perubahan sistem reaksi dan senyawa lainnya di dalam tubuh. Menurut Drevon (1989) perubahan itu antara lain adalah pergantian tempat asam-asam lemak jenuh yang mengakibatkan terjadinya perubahan sintesis, jumlah lipoprotein dan metabolisme asam-asam lemak jenuh, pembahan sintesis fakcor-faktor pertumbuhan, sitokin clan faktor koagulasi darah, perubahan sintesis famili eikosapentaenoat terutama derivatderivat asam lemak jenuh yang beratorn C20. Selanjutnya dikemukakan pula bahwa perubahan yang terjadi pada tahap akhir itu berlangsung secara enzimatik dan inaktivasi cepat. Penentuan pembentukan omega-3 atau omega 6 tergantung pada tempat, bentuk dan biologi tubuh. Namun demikian yang penting adalah asam lernak tidak jenuh apa yang akan dikonsumsi agar biologi setiap sel tubuh dapat memberikan perlindungan terhadap penyakit kardiovaskuler atau peradangan
Oksidasi Asam Lemak.
Katabolisme asam lemak te j a d i di dalam mitokondria melalui proses yang dikenal dengan oksidasi
P. Dalarn proses ini fiagmen dua karbon bertumt-turut
dikeluarkan dari asam lemak dalam bentuk asetil CoA. Dalam oksidasi P asam lemak dikatabolisis dari ujung karboksil. Dua atom hidrogen dikeluarkan dari atom karbon
P, C3 dalam rantai dan terbentuk suatu gugus keto, sehingga atom karbon
yang dioksidasi. Pemecahan antara atom karbon a dan
f3
t e j a d i dan flagmen dua
atom yang terdiri atas karbon karboksil asli dan atom karbon a dilepaskan sebagai asetil CoA (lsrnadi, 1993). Langkah pertama dalarn jalur oksidasi
P adalah pengaktivan asam lemak
yaitu pembentukan tioester CoA melalui kombinasi dengan CoASH. Enzim tersebut sintesis asil CoA juga dikenal sebagai tiokinase atau ligase asil CoA. Langkah berikutnya adalah pembentukan asilkamitin. Asil CoA tidak dapat menembus masuk melewati membran dalam mitokondria ke tempat sistem enzim oksidasi
P asam
lemak. Untuk menembus rintangan ini, gugus asil ditransesterkan dari Co ASH ke karnitin. Reaksi ini dikatalis oleh asetiftransferase kamitin, suatu enzim yang berkaitan dengan membran dalam mitokondria. Reaksi reversibel yang menandakan bahwa energi yang dikandung dalam ikatan CoA tidak dilepaskan oleh adanya pembentukan asil kamitin. Terdapat dua bentuk enzim, pertama asiltransferase kamitin I berada pada permukaan luar dari membran dalam mitokondria. Enzim ini mengkatalisis transfer gugus asil lemak dari CoA k e kamitin: FA- S - CoA + L-kamitin
.--------+
FA-O-karnitin + CoASH.
Sitoplasma
Mitokondria
Gambar 2. Peranan Karnitin &lam Transpor Asam Lemak Rantai Panjang Melewati Membran Interna Mitokondria (Page, 1989)
Gugus asil dalam bentuk ester asilkamitin ditranslokasikan menyeberangi membran mitokondria dalam. Bentuk kedua dari enzim tersebut asiltransferase karnitin I1 yang terletak pada matrik permukaan dari membran dalam mitokondria.
Enzirn ini rnengkatalisis reaksi kebali kannya, tranfer gugus a s i l lemak dari kamitin ke CoASH yang ada dalam matrik mitokondria: FA-0-kamitin + CoASH reaksi-reaksi ini, gugus asil
+ -
FA- S - COA+ Gkamitin
lemak dibawa menyeberangi membran dalam
mitokondria menuju ke tempat enzim 0-oksidasi yakni matriks mitokondria. Sebagai penjelasan dapat ditunjukkan pada Gambar 1. Kolesterol Kolesterol merupakan substansi lemak khas hasil metabolisme yang banyak ditemukan dalam struktur tubuh manusia maupun hewan. Oleh karena itu kolesterol banyak terdapat dalam makanan yang berasal dari hewan seperti daging, hati, otak dan kuning telur. Di dalam d a d kolesterol terdapat bersama dengan trigliserida., fosfolipid dan apoprotein membentuk lipoprotein. Dalam plasma darah terdapat lima golongan lipoprotein yaitu kilomikron, very low density lipoprotein (VLDL), intermediate density lipoprotein
(IDL),low
density lipoprotein (LDL) dan high
density lipoprotein (HDL). Diantara kelima golongan lipoprotein tersebut yang
paling berperan dalam pengangkutan kolesterol adalah KDL dan LDL.
HDL
berperan dalam pengangkutan dari jaringan perifer, sedangkan LDL bertugas membawa kolesterol ke perifer. Kurang lebih 70% lainnya berada dalam bentuk ester kolesterol membentuk lipoprotein.
Dalam keadaan normal kolesterol
merupakan senyawa essensial yang diperlukan tubuh untuk membentuk membran sel, struktur myelin otak, sistem syaraf pusat dan vitamin D ( Mayes,1995).
Organ yang paling tinggi peranannya &lam sintesis senyawa sterol adalah hati dan ileum, terrnas.uk di dalamnya kolesterol. Secara umum ada 3 ha1 yang harus diketahui dalam membicarakan sintesis sterol secara endogenus yaitu : 1). Sirkulasi enterohepatik dari asam empedu, 2). kandungan kolesterol dalam rnakanan clan 3). konsumsi
total
kalori.
Jumlah
kolesterogenesis dalam
usus
kecil
ternyata
berhubungan dengan konsentrasi asam empedu yang berbatasan dengan lumen usus, tetapi kelihatannya tidak dipengaruhi oleh kolesterol rnakanan, puasa atau aras asam empedu dalam darah. Jumlah kolesterogenesis secara hepatik sangat sensitif dipengaruhi oleh banyaknya kolesterol dalarn makanan, banyaknya kolesterol yang mencapai sirkulasi dalam kilornikron clan kelebihan kalori, tetapi tidak dipengaruhi oleh aras sirkulasi asam empedu melalui sirkulasi enterogenik (Dietschy dan Weis, 1971).
Sintesis kotesterol tersusun dari tiga tingkat yaitu : 1). tingkat pertama asetil CoA diubah menjadi senyawa antam tioester enam atom karbon. 3-hidroksi-3 metilglutaril CoA (HMGCoA), 2). tingkat kedua me1ibatkan perubahan HMGCoA menjadi skualen, suatu hidrokarbon asiklik yang mengandung 30 atom karbon dan 3). tingkat ketiga skualen dijadikan siklik dan diubah menjadi sterol dengan 27 atom karbon, kolesterol. Urutan reaksi dari skualen menjadi kolesterol berlangsung dalam retikulum endoplasma. Gambar skematik tiga tingkat jalur sintesis kolesterol seperti pada Gambar 3 , 4 clan 5 .
Jumlah atom korbon Asetil CoA .........................................
2
Asetoasetil CoA...................................
4
-4
Asetil CoA
4
CoASH
HMG CoA ..................................... Gambar 3. Sintesis Kolesterol Tingkat Pertama (Ismadi, 1993) Dalam urutan ini asetil CoA diubah menjadi HMG CoA. Jumlah atom korbon
a
HMG CoA ................................... 2 NADPH + H' 2 NADP*
6
Hh4G CoA reduktase
Mevalonat...................................
6
2 ADP
5-pirofosfomevalonat.. .............................
-
A3 - Isopentenil pirofosfat
3,3-Dimetilalil.. ....... pirofosfat
Geranil pirofosfat................................ A3 - Isopentenil piroposfat . . 2 PPi
Farsenil pirofosfat.............................. Farsenil pirofosfat ~ P P I
& Skualen
NADP+
Gambar 4. Sintesis Kolesterol Tingkat Kedua (Ismadi, 1993)
6
Urutan reaksi sintesis kolesterol tingkat dua ini melibatkan perubahan HMGCoA rnenjadi skualen. Jumlah atom karbon Skualen...............................
30
0 2 xZP,,,+H-
Skualen -2-3-oksid.. ....................
+
Lanosterol (A 5, 24). ...................
Desmosterol ( A 5,24) ................. NADPH
+ H'
NADP'
Kolesterol (A 5) ........................... Gambar 5. Sintesis Kolesterol Tingkat Tiga (Ismadi, 1993).
Minyak Ikan Lemuru
Ikan lemuru (Sardinella longiceps) merupakan jenis ikan yang banyak terdapat diperairan Selat Bali, walaupun secara sporadis ada diperairan lain di Indonesia. Pada tahun 1997 produksi ikan lemuru tertinggi berasal dari perairan Bali dan Nusa Tenggara sebesar 26.2696, kemudian diikuti oleh perairan Utara Jawa
sebesar 2 1.87% dan perairan Selatan Jawa sebesar 21.30% (Ditjen Perikanan, 1999). Sebagian besar ikan lemuru yang berassl dari perairan Utara Jawa adalah jenis "siro" (Ambiygaster sirm), sedangkan yang tertangkap di perairan Selat Bali dan Nusa Tenggara adalah surdinella longiceps- Istilah Surdinella Iongiceps sekarang ini jarang digunakan, karena menurut klasifikasi untuk ikan lemuru yang dilakukan oleh Wongratana (1982) dan Vide Merta (1992) mengindentifikasikan jenis lemuru di Pesisir Selat Bali sebagai Sardinella lemuru blesker, 1953. Demikian juga di dalam buku daftar jenis ikan yang tertangkap di perairan Indonesia dan Australia yang laporkan oleh Gloefelt-Trap dan Kailola (1985) disebutkan bahwa nama ilmiah lemuru adalah Sardinella lemuru. Perbedaannya Sardineila longiceps panjang kepala terhadap panjang bahu ikan 29-35% sedangkan Sardinella iemuru 26-29%. Tabel 4. Produksi Ikan Lemuru Berdasarkan Wilayah Perairan di indonesia, Tahun 1997. Produksi
A !'
Wilayah Perairan
Ton
Barat Sumatera
4.471
3.22
Selatan Jawa
29.528
21.30
Selat Maluku
2.117
1.53
Timur Sumatera
13.102
9.54
Utara Jawa
30.323
21.87
Bali dan Nusa Tenggara
36.550
26.36
666
0.48
Selatan Sulawesi
13.107
9.45
Utara Selatan
1.355
0.98
Maluku dan lrian Java
7.417
5.35
Timur Kalimantan
Sumber: Statistik Perikanan (1999).
Ikan lernuru yang dikalengkan di daerah Muncar Banyuwangi pada tahun 1992 adalah 4.704 ton. Apabila diasumsikan limbah cair pada proses pengalengan
ikan lemuru yang dihasilkan pada tahun 1992 untuk daerah Muncar saja adalah 235.2 ton dan untuk seluruh Indonesia sekitar 1.176 ton. Jumlah tersebut cukup
besar dan belum dimanfaatkan secara optimal. Minyak ikan lemuru berpotensi sebagai sumber asarn lemak omega-3. Asam lemak omega-3 mempakan jenis asam lemak yang
sangat bermanfaat bagi tubuh dan dapat menjadi komoditi yang
berharga sangat mahal. Minyak yang mengandung asam lemak tak jenuh ganda (polyunsaturated fatty acid)
juga
terdapat dalam tubuh ikan yang hidup di laut dalam. Jenis ini
disebut juga sebagai minyak golongan omega-3 karena asam lemaknya memiliki ikatan rangkap pada posisi omega-3 (nomor 3 dari ujung rantai karbon). h4inyak golongan omega-3 secara langsung dapat menurunkan kadar kolesterol d a d Mekanisme k e j a penurunan kolesterol ini belum jelas benar, namun potensi ini hanya dapat terjadi bila omega-3 diminum dalam jumlah sedikit (dalam kapsul) dan akan tidak berkhasiat lagi bila digoreng (dioksidasi dengan temperatur tinggi), yang akan merusak komposisi ikatan rangkapnya. Minyak ikan lemuru yang digunakan dalam penelitian ini diperoleh Dari PT. Balimayu Permai, Bali mempunyai kandungan asam lemak omega-3 sebesar 33.62% dari total asarn lemak. Analisis asam lemak minyak ikan lemuru menggunakan alat kromatografi
gas yang
dilakukan
di
Laboratorium Balai
Penelitian
clan
Pengembangan Industri Hasil Pertanian Bogor, komposisi asam lemak minyak ikan lemuru dapat di lihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Komposisi Asam Lemak Minyak Ran Lemuru*) Jenis asam lemak
d l 0 0 g asam lernak
C 16:O
14.3742
C 2 0 : 5 n - 3 (EPA)
24.0530
C22: 5n-6
0.7432
C 22 : 6n - 3 (DHA)
8.4608
*) Analisis Laboratorium Instnunentasi Balai Penelitian dan Pengembangan Industri Hasil Pertanian. Bogor.
Laporan hasil penelitian oleh National Cholesterol Educatron Program (NCEP) makanan yang mengandung minyak ikan baik dengan aras tinggi maupun rendah keduanya efektif clan nyata dalarn menurunkan konsentrasi kolesterol total dan LDL-kolesterol tanpa perubahan ratio kolesterol total dan HDL-kolesterol dengan berat badan yang stabil pada manusia kira-kira setengah umur atau yang agak tua (Schaefer et al-, 1996). Konsumsi asam lemak n-3 dari ikan laut
dapat menurunkan penderita
penyakit arteri koroner, karena pemberian asam lemak n-3 pada manusia &lam jumlah besar dan waktu yang panjang akan rnenghasilkan pemasukkan asam lemak ke &lam jaringan adiposa (Leaf et aL. 1995). Peningkatan konsumsi n-3 &pat
menekan resiko penyakit kardiovaskuler (Eritsland er al., 1994). Rendahnya konsumsi minyak ikan menyebabkan rendahnya konsentrasi asam dekosaheksaenoat dalam jaringan adiposa. Konsumsi minyak ikan dapat rnereduksi resiko penyakit jantung koroner (Seidelin el al.. 1992). Konsumsi minyak ikan dapat digunakan secara efektif untuk perlakuan hipertrigliseridemia yang merupakan hasil dari peningkatan sintesis VLDL (Liepa dan Godman,
1991). Minyak ikan menunjukkan sebagai antiagregasi dan
penambahan minyak ikan efektif dalam menunmkan trigliserida plasma Layne el ol.. 1996 ; Sinclair, 1996) dan penurunan konsentrasi trigliserida serum sampai 19.1% (Eritsland et
al., 1994) yang diakibatkan oleh oksidasi dari EPA dan DHA
(Jandacek er al., 1991 ) Suplementasi makanan dengan minyak ikan dapat menurunkan LDL sangat jelas dan pengaruh ini merupakan tidak langsung, paling tidak pada bagian ini akan tejadi perubahan struktur LDL dan penurunan aktivitas LDL untuk reseptornya (Schectman et al., 1996). Penelitiam lain yang mendukung tejadinya penurunan LDL-kolesterol antara lain oleh Liepa dan Gorman (1991), Marckmann e? al., (1995). Layne et al. (1996) dan Schaefer et al. (1996). Pemberian minyak ikan daiam makanan berpengaruh terhadap konsentrasi HDL-kotesterol, walaupun dari hasil penelitian belum begitu konsisten (Leipa dan Gorman, 1991). Hasil yang jelas dapat meningkatkan konsentrasi HDL-kolesterol adalah hasil penelitian Bonaa et al. (1992) dan Layne et al. (1996). Konsumsi
minyak ikan dalam jumlah kecil untuk waktu yang lama
mempunyai pengaruh biologis, EPA dan DHA mempunyai hubungan dengan
metabolisme lipoprotein (Bonaa et al., 1992). Pemberian minyak ikan yang kaya dengan DHA dengan dosis tidak kurang dari 2 gram/hari tidak berpengaruh pada lipid serum pada orang normalipidemik. Tetapi minyak ikan yang kaya DHA dengan dosis yang lebih tinggi dapat rnenurunkan konsentrasi lipid serum pada pasien yang hiperlipidemik (Hamazaki et al., 1996) . Histopatologi Hati dan Ginjal
Histopatologi adalah ilmu yang mempelajari suatu penyakit hewan dengan cara memeriksa perubahan mikroskopis yang tejadi pada jaringan organ-organ tubuhnya (Ressang, 1984). Dengan melakukan analisis histopalogi pada organ-organ yang rusak, maka dapat ditelusuri penyebab dan kejadian suatu penyakit yang menyerang hewan yang bersangkutan (Rumawas, 1989). Menurut Ressang (1984), hati mempunyai daya regenerasi besar sekali. Untuk keperluan regenerasi ini darah pada hati demikian pula pengaliran empedu harm bejalan secara sempurna. Dikatakan juga bahwa toksin yang berasal dari kuman-kuman atau zat-zat kimiawi dapat menyebabkan kerusakan sel-sel paremkim hati (nekrosa). Hati terdiri atas dua gelambir yang besar, berwarna coklat kemerahan, terletak pada lengkung duodenum dan ampela dan berfkgsi untuk mengatur metabolisme zat-zat makanan, sekresi empedu, pembentukan sel-sel darah merah dan detoksikasi (Ressang, 1984). Ukuran, bobot, konsistensi dan warm hati tergantung pada bangsa. umur dan status nutrisi unggas. Bobot hati ayam berkisar antam 35 sampai 51 gram atau 1.7 sampai 2.3 persen dari bobot badan. Wama hati dapat berubah karena adanya
penyakit atau keracunan. Gangguan fungsi hati dapat terjadi perubahan regresif (penyusutan) pada hati sebagai gejala intoksikasi. Pada proses toksik ini sering terlihat adanya degenerasi (Nickel ei a/,1977). Ginjal atau buah pinggang adalah satah satu alat tubuh yang vital, terdapat berpasangan, berwarna coklat yang terletak di &lam rongga perut disebelah kanan dan kiri tulang punggung. Konsistensinya lunak sehingga mudah rusak bila proses penangan pa& waktu pengambilan ginjal kurang terarnpil (Hartono, 1992). Ginjal rnerupakan alat tubuh yang mempunyai daya saring dan serap kembali guna mempertahankan keseimbangan susunan darah dengan cara mengeluarkan air berlebihan dari darah, sisa-sisa metabolisrne, garam-garam organik dan bahan-bahan asing atau bahan kimia yang terlarut dalam darah. Ginjal merupakan salah satu organ tubuh yang tidak dapat dilepaskan dari metabolisme protein. Dalam ginjal,
asam urat akan ditiitrasi (disaring), direabsorbsi (diserap kembali) clan dielcresikan. Bobot g~njalpada unggas 5 sarnpai 6 gam atau 0.21 sampai 0.28 persen dari bobot badan. Pembesaran ginjal umumnya disebabkan oleh pertarnbahan sesuatu unsur (darah, cairan, udema, urin) &lam tubuli yang meluas atau pembengkakan epiteI tubuli (Nickel et aL. 1977). Kuosien Respirasi pada Unggas
McDonald et al. (1977) menyatakan, bahwa terdapat empat teknik yang berbeda untuk mengukur produksi panas pada ternak unggas. yaitu (a). kalorimetri
langsung,(b). kalorimetri tidak langsung, (c). analisis karkas dan (d). keseimbangan karbon dan nitrogen Kalorimetri langsung didasarkan pada pengukuran produksi panas dari tubuh secara langsung menggunakan chamber kedap udara. Produksi
panas temak diukur sebagai volume udara dan kelernbaban di dalam dan di luar chamber. Selanjutnya dikoreksi terhadap panas yang hilang dan evaporasi.
Penentuan produksi panas dengan teknik kalorimetri tidak didasarkan pa&
pertukaran gas
langsung
pernafasan (iespirutory exchunge). Prinsipnya
metabolisme karbohidrat, lemak dan protein diperlukan sejumlah oksigen (02) dan pada saat yang sama akan diproduksikan sejumlah (COz) dan dilepaskan sebagai panas. Selanjutnya produksi panas &pat dihitung. Terdapat dua teknik kalorirnetri tidak iangsung yaitu sistem sirkuit terbuka (open-circuit respiration technique) dan sistem sirkuit tertutup (close-circuit respiration technique). Pada sistem sirkuit terbuka, udara dihisap ke dalam chamber
dimana ternak ditempatkan. Jumlah konsumsi oksigen dan karbondioksida yang diproduksi dihitung dengan membandingkan pada volume dan komposisi udara yang masuk clan yang keIuar dari chamber. Teknik ini memerlukan peralatan untuk rnengukur aliran udara dan analisis gas yang diteliti (McDonald et al., 1977). Sistem sirkuit tertutup udara terus menerus dimasukkan ke dalam chamber. Karbondioksida yang diproduksi dan uap air &lam chamber secara cepat dipindahkan dan diserap oleh abrsorben. Sistem ini membutuhkan suhu yang konstan di dalam chamber selama periode pengukuran. Selain itu sangat sensitif terhadap kebocoran chamber. Kuosien
respirasi
(respiratory quotient. RQ)
adalah bilangan
yang
menunjukkan perbandingan jumlah volume CO2 yang dihasilkan clari reaksi oksidasi Nilai RQ menunjukkan jumlah energi
dengan sejumlah volume Oz yang dig-.
dalam bentuk panas yang dihasilkan oleh reaksi tersebut. Sebagai contoh, untuk reaksi oksidasi glukosa (
GI31206
+6
0 2
+
6 CO2 + 6 Hz0 + 673 kkal) akan
dihasilkan 6 mol C 0 2 dan dibutuhkan 6 mol
0 2
sehingga diperoleh nilai RQ
=
1.
Karena volume satu mol gas pada keadaan STP (standard temperature and pressure) adalah 22.4 liter, maka untuk reaksi
di atas jurnlah volume masing-masing
untuk COz dan OZadalah 134.4 liter. Dengan demikian untuk oksidasi sempurna satu molekul glukosa menghasilkan 673 kkal dan mengunakan 134.4 liter O2 sebesar 5.0 1 kkal. Untuk menentukan RQ dari iemak ,misalnya tripalmitin (2 C51H9806 + 14502
---+
102C02 + 98 HzO, jadi RQ dari lemak 102/145
=
0.703.
Menentukan RQ protein tidaklah mudah karena oksidasi protein yang terjadi di
dalam tubuh sangat komplek, h a i l perhitungan menunjukkan nilai rata-rata 0.82 (Ganong, 1995). Sebagai contoh untuk menghitung RQ protein, misalnya alanin (14 C3N02H7 + 3502
-+
28 C02 + 35 Hz0 + 7 C N 2 0 K
RQ protein 28/35 =
0.8. Nilai RQ bisa bervariasi sesuai faktor lain dari metabolisme, sebagai contoh jika selama gerak badan RQ bisa mencapai 2, karena hiperventilasi dan peniupan keluar C 0 2 dan untuk sernentara kekurangan oksigen dan setelah gerak badan RQ bisa turun 0.5 atau kurang. Pada temak ayam RQ lebih dari 1 dilaporkan oleh Romijn dan Lockhorst (1966), dim=
tej a d i sintesis lemak dan karbohidrat ketika
ayarn diberikan makanan &lam jumlah yang hanyak, dan dihitung nilai RQnya lebih dari 1.
