TOKSIKOLOGI PAKAN TERNAK
PB MG III: ANTINUTRISI POLISAKARIDA BUKAN PATI (NON STARCH POLYSACCHARIDES, NSP)
OLEH: Catootjie L. Nalle, Ph.D. Politani Negeri Kupang
DEFINISI SERAT BAHAN PAKAN Trowell (1974): substansi tanaman yang tidak tercerna oleh enzim pencernaan manusia, termasuk di dalamnya sellulosa, hemisellulosa, pectin dan lignin serta polisakarida intrasellular seperti gum dan musilase. Southgate (1977): serat makanan (dietary fibre) merupakan gabungan dari lignin dan polisakarida bukan pati (Non starch polysaccharides, NSP) yang tidak terhidrolisa oleh sekresi endogen pada saluran pencernaan manusia.
TERMINOLOGI SERAT SERAT KASAR (CRUDE FIBRE): insoluble NSP + lignin
POLISAKARIDA BUKAN PATI ( NON STARCH POLYSACCHARIDES, NSP): selulosa, polimer non-selulosa dan pektin FIBRE, DIETARY FIBRE (DF): NSP + Lignin
NDF: selulosa + hemiselulosa + lignin ADF: selulosa + lignin.
HEMISELULOSA ≈ arabinoxylan, xylan, β-Glucan, mannan, galactan, xyloglucan PENTOSAN: arabinoxylan, xylan PEKTIN: Polygalacturinic acid based NSP LAINNYA: gum, musilase
KLASIFIKASI POLISAKARIDA BUKAN PATI (NSP, NON-STARCH POLYSACCHARIDES)
NSP SELULOSA
POLIMER NON SELULOSA
Arabinoxylan, β-glucan berikatan campuran, mannan, galaktan, xyloglucan, fructan
POLISAKARIDA PEKTIN
Asam poligalakturonik, yang mungkin disubstitusi dengan arabinan, galaktan dan arabinogalaktan
STRUKTUR KIMIA NSP YANG DITEMUKAN DALAM BAHAN PAKAN 1. Selulosa adalah linear homo polimer dari unit (1-4) -ß-glucose. Selulosa banyak ditemukan pada dinding sel biji-bijian. Struktur kimia selulosa yang disederhanakan:
2. Pentosans (arabinoxylans, xylans): struktur kimia pentosan dari serealia terdiri dari dua pentosa, arabinosa dan xylosa, dan struktur molekulnya terdiri dari linear (1-4)-ß-xylan yang mana substituen ini dihubungkan melalui atom-atom O2 and O3 dari residu xylosyl (Perlin 1951). Struktur kimia arabinoxylan:
3. ß–glucan yang berikatan campuran adalah ditemukan pada hampir semua cereal, khususnya sangat tinggi pada barley and oats. Struktur Kimianya adalah rantai linear dari unit glukosa yang dihubungkan oleh ikatan ß-(1-3) dan ß-(1-4) (Bengtsson et al. 1990). Struktur umum ß–glucan terlihat pada gambar berikut ini:
4. Mannans: pada beberapa dinding sel tanaman glucomannan dan galactomannan berada sebagai non-cellulosic hexosan utama . Glucomannans terdiri dari unit (1-4) -ß-linked glucose dan mannose. Sedangkan galactomannan terdiri dari (1-4)-ßmannan yang disubstitusi dengan unit tunggal (1-6)- -galactose. Glucomannan telah ditemukan sebagai komponen minor pada biji-bijian sereal (Mares and Stone 1973a; Fincher 1975).
5. Polisakarida pektin (Pectic polysaccharide): Istilah pectic polysaccharides menunjuk pada galacturonan atau lebih umum lagi rhamnogalacturonans dimana rantai (1-4)- -D-galacturonan diinterupsi pada interval oleh penyisipan residu (1-2) - -Lrhamnose residues. Polisakarida pektin banyak ditemukan pada legume seperti kedelai, peas dan faba bean. Struktur umum pektin terlihat pada gambar berikut ini:
6. Arabinan dan galactan: Arabinan adalah polimer dari of residu (15)- - L-arabinose yang bercabang melalui posisi O2, O3 atau keduanya, sedangkan galactan adalah polimer dari residu (1-4)-ß-D-galactose. Galactan mengandung sekitar 4% (1-6)-ß-linkages dan (1-4) linkages juga telah ditemukan (Ghosh and Das 1984). Arabinogalactan terdapat dalam dua bentuk yang berbeda. Pada bijibijian legume, dikenal sebagai Bentuk Type I yang merupakan polimer dari ß-(1-4) galactan backbone yang disubstitusi dengan rantai samping arabinose (Aspinall and Cottrell 1971; Cheetham et al. 1993). Type II arabinogalactan menunjuk pada polimer ß-(1-3,6)-linked galactose yang ditemukan pada cotyledon rapeseed (Siddiqui and Wood 1972), yang juga bebas dari residu ß-(1-4)-linked galactose. Fincher and Stone (1974) berhasil mengisolasi arabinogalactan dengan berat molekul rendah dari tepung gandum, yang diasosiasikan dengan peptida kaya akan hydroxyproline.
7. Xyloglucan: xyloglucan telah ditemukan pada bera (Shibuya and Misaki 1978). Structure xyloglucans adalah (1-4)-ß-linked glucan backbone dengan unit tunggal - xylose yang dihubungkan dengan atom O6 dari rantai utama.
DAMPAK NEGATIF NSP BAGI TERNAK Pengaruh negatif utama dari soluble NSP yaitu 1) Pengaruh fisiologi dan morphologi saluran pencernaan: meningkatkan waktu transit , modifikasi mukosa usus, dan perubahan regulasi hormonal yang dikarenakan oleh angka absorpsi nutrien yang bervariasi. 2) Interaksi NSP dengan mikroflora saluran pencernaan
Pengaruh utama dari insoluble NSP yaitu Kemampuan karbohidrat ini dalam menyerap sejumlah besar air dan mempertahankan motilitas yang normal dari saluran pencernaan. 11
Pengaruh negatif utama dari NSP yaitu 1) Excreta lengket dan kadar air tinggi sehingga menimbulkan masalah litter 2) Menurunkan energi yang tersedia pada burung 3) Mempengaruhi mikroflora di saluran pencernaan Tabel 1. Distribusi NSP pada pakan ternak
NSP utama
Biji-bijian serealia
Biji-bijian legume
Xylan
Kulit luar dan bagian dalam biji
Kulit luar (hulls)
Selulosa
Kulit luar dan bagian dalam biji
Kulit luar
Pectic polisakarida
-
Bagian dalam biji 11/8/2016
Karena efek negatif yang dihasilkan oleh NSP ini, baik itu yang bersifat toksik, tidak disukai (unpalatable), maupun tidak dapat dicerna (undigestible), maka adalah sangat penting untuk menemukan metode yang tepat untuk mengurangi ataupun menghilangkan keberadaan dari faktor anti-nutrisi ini.
Pengetahuan yang mendalam dan pemahaman yang benar tentang struktur kimia dari anti-nutrisi ini akan sangat menolong dalam menemukan strategi teknologi yang tepat untuk menghasilkan produk bahan pakan yang bebas racun ini. Metode yang dapat digunkan untuk menurunkan atau menghilangkan anti-nutrisi ini adalah
1) penggunaan enzim pencerna serat (NSP), 2) Dehulling (penghilangan bagian luar dari biji) 3) Modifikasi genetik.
