pengukuran aktifitas enzim xilanase

Komponen Reagen Dinitrosalisilic Acid (DNS) (Miller, 1959)

Bahan	Jumlah
NaOH padat NaK Tartarat Na2SO3 Dinitrosalisilic Acid (DNS) aquades	10 gram 182 gram 0,5gram 10 gram Ditera sampai 1000 ml

 

          Sebanyak 10 gram NaOH, 182 gram NaK Tartarat dan 5 gram Na₂SO₃ dilarutkan dalam 500 ml aquades.  Ditambahkan 10 gram asam dinitrosalisilat sedikit demi sedikit sambil diaduk dengan pengaduk bermagnet (magnetic stirrer).  Setelah larut ditambahkan aquades dan ditera sampai volume 1000 ml.  Larutan disimpan dalam botol gelap pada suhu dingin.

Pengujian Aktifitas Enzim Xilanase

Aktifitas enzim xilanase ditentukan dengan mengukur gula pereduksi yang dihasilkan dari hidrolisis 100 µl substrat oat spelt xylan (1% dalam 0,1 M buffer Tris-Hcl pH 7.5) oleh 0.01 ml enzim pada suhu optimalnya (70^oC) selama 30 menit. Banyaknya gula pereduksi yang terbentuk diukur dengan metode DNS (Miller, 1959).  Pengukuran  dilakukan dengan cara menambahkan 1 ml reagen DNS (3,5-dinitrosalysilic acid) untuk mengakhiri reaksi enzimatis dan dipanaskan dalam air mendidih selama 15 menit. Setelah didinginkan diukur nilai absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 550 mn. Kontrol dibuat dengan perlakuan yang sama dengan sampel, hanya penambahan enzimnya setelah campuran ditambahkan pereaksi DNS. Blanko dibuat dengan menggunakan aquades. Satu unit aktifitas enzim (U) adalah banyaknya enzim yang  dapat memproduksi 1 μmol xilosa /menit/ml pada kondisi tertentu

 

Aktivitas xilanase (U/ml) dihitung berdasarkan rumus:

Aktifitas Xilanase (unit/mL) = [(Csp-Ckt)x1000xfp]/T x BM xilosa

Keterangan :

Csp    = Kadar xilosa sampel

Ckt     = Kadar xilosa kontrol

T        = waktu inkubasi

Fp      = faktor pengenceran

BM xilosa= Berat molekul xilosa : 150,3 g/mol

UTILIZATION OF FIBER IN RUMINAL TRACT

(Paper ini memenangkan juara II Lomba penulisan artilkel ilmiah pada Young Scientist Award oleh Alltech di tingkat asia pasific)

E.S. Vanadianingrum

Department of Animal Nutrition and Feed Technology, Faculty of Animal Sciences,

Bogor Agricultural University (IPB).

Jl. Agatis Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680

ABSTRACT

This paper describe the effect of fibrozyme supplementation on intake and digestion of hemicelluloses and cellulose in ruminant’s tract. Basically, rumen as the biggest compartement stomach does not product cellulase enzyme, but the enzyme produce by rumen microbial. Microbial activity on fiber digestion depends on kind and quality of feed ingredient, rumen condition and species. Supplementation of cellulose enzymes for ruminants had been reported improve the digesbility of fiber. Its affected on increasing of body gain and feed efficiency. Furthermore, fibrozyme as main product from altech complex enzymes which has xylanolitic and cellulolytic activity also positively affected on animal performance. The research reported that forage based basal diet containing fibrolytic enzyme supplementation increased final weight, average daily gain and dry matter intake, also VFA production and N retention. However, the supplementation of fibrozyme into high concentrate diet tended not effect on dry matter intake and animal growth. Generally, enzyme supplementation enhances fibrolytic activity in ruminal. Fibrozyme supplementation could improve fiber utilization in digestive tract of ruminant by enhance fibrolytic and its increased animal growth and more effectively impact on ruminant performance consumed feedstuff containing high fiber.

Introduction

Feed digestion is process for breakdown components of feed from complex components into simple’s components. This process occurs largely through the catabolic action of enzymes. Rate of digestion depend on enzyme activity, concentration and exposure rate of substrate to the enzymatic process. Material component of feed ingredient which digested is carbohydrates, proteins, lipids minerals and vitamins. Water is not digested but directly to be absorpt. Carbohydrates are major components of

feed for herbivore animals (ruminants). The diet or animal’s feed in particularly consists of plants, or by product and waste product from agriculture. Mostly, this material contain high undegradable fiber such as cellulose, hemicellulose and lignin. Plants cell wall comprises on average 23% lignin, 40% cellulose and 23% hemicellulose by dry matter basis (Coughlan & Hazlewood, 1993). Xylans constitute the main polymeric component of hemicellulose, being present in the cell walls of all land plants, particularly in tissues that have undergone secondary thickening, where they are known to have important structural functions. Xylans are also present to some extent in the primary walls of growing cells, seeds and bulbs of certain plants species, as reserve polysaccharides. The structure of xylans are complex heteropolysacarides based on a backbone structure of β-linked xylopyranose residues (Coughlan et al., 1994). The β-1,3-linked are found only in marine algae, where in certain species, they from highly crystalline fibrillar structure in the absence of cellulose. Mixed-link β-1,3- and β-1,4-xylans are found in certain sea-weeds such as Palmaria palmata. Ruminant use fiber as energy source in their diet. Fiber degradation in ruminant done by rumen microbial. In contrast, the simple stomach can not use the fiber as energy source because they do not have rumen microbial. In the rumen, anaerobic bacterial, protozoa, and fungi have contributing on fiber degradation. Mostly, the bacteria appear to be the dominant fiber digesting group. Digestibility of plants substrate depends on the season harvest and phenolic component (Benner & Akin, 1988). Simple stomach like pigs and poultry do not have endogenous enzyme that capable to digest fiber, the digestibility achieved by chemical and mechanical (acid in the stomach in pigs and grit in chickens). The limiting factor of fiber digesbility in ruminant is anti-nutritive such as saponin and tanin. Digestibility depends on animal species, , chemical structure, and their diet quantity (Kocher & Choct, 2000).

Fiber in Ruminant’s Feed

Fiber is part of cell wall material which consist mainly by cellulose, hemicellulose and lignin. Cellulose is the major source of glucose, and hemicellulose provides xylose, mannans, and galactose. Fiber is importance components in ruminal diet, its to maintain normal ruminal fermentation and may be to prevent post-calving diseases (Mc Donald et al, 2002; NRC, 1988).

The amounts of fiber to be included in the diet of dairy cattle is influenced by body condition and level of production, type of fiber, particle size and size distribution of the fiber, total intake and bulk density, buffering capacity of forage and frequency of feeding. Generally, fiber should be fed as hay minimum of 1,5 percent of live weight (NRC, 1988).

Mostly, tropical grasses have low quality than sub-tropical grasses. The tropical grasses containt high cellulose and hemicellulose. Enzyme supplementation needs to increase utilization of fiber in their diet. Supplementation of fibrolytic enzyme in the diet increase ruminal fibrolytic capacity which making efficiency of fiber utilization.

Fiber Digestibility

Exactly, ruminants do not produce fibrolytic enzymes themselves, but it’s depending on relationship with microorganism in the ruminal tract for digestion plant cell walls. Fiber contains hemicellulose, cellulose and lignin which a rigidly component and undegradable in digestive tract. These fraction are collectively termed neutral detergent fiber (NDF). Digestion of cellulose is limited by this hemicellulose-lignin linkage. Hemi-cellulose comprise of pentose polymer known as xylan. It is hydrolysis by fibrolytic complex enzyme. Hemicellulose and cellulose can be breakdown into simple sugar, but lignin is undegradable. Anaerobic fungi are important in lignocellulose’s degradation in the rumen and its have contribute in the utilization of hemicellulose. Anaerobic fungi colonized by bacterial and protozoa to degradation the fiber (Trinci et al., 1987) Fiber digestion affected by supplemental fat, ionophores, antibiotics and lower ruminal pH.

1. Supplemental Fat

Lipids contains by unsaturated fatty acid. This fraction can be as inhibitor ruminal cellulolytic microbes (Zinn & Ware, 2002). Fat Supplemental has toxic effect on ruminal fibrolytic organism particularly protozoa (McDonald et al., 2002).

2. Ionophores supplementation

Ionophore is hydrolyzed components that have negative effect in ruminal microbes. The reaction by diffusion methods, ionophores is liquid that can entry in microbes cell and then population of ruminal microbial decreased by ionophores reaction. They act as lipid-soluble weak acids and provide a pathway of the flow of H⁺ across the inner mitochondrial membranes (Calbiochem, 2006).

3. Antibiotics

Cellulose digestion is inhibited by tetracycline. Addition antibiotics in the diet has decrease total tract fiber digestion in ruminant. It is caused that the antibiotic contains by toxic substances for ruminal microbes.

4. Lower ruminal pH

To decrease ruminal pH will be done by increasing the level of carbohydrate intake diet, increasing level of feed intake and increasing the extent of grain.

Refers to Figure 1, show that product from microbial fermentation is volatile fatty acids, microbial cells and gasses methane and carbon dioxide. The acid product by fermentation is lactate acid that capable of reduce the pH of rumen. Feed additive can stimulate of fiber fermentation and increase of fiber utilization as energy source.

Factor that influence rate of ruminants fiber digestion is the accessibility of substrate to the fibrolytic process, particularly the physical chemical interaction of cellulose, hemicellulose and lignin. Characteristic of fiber source influenced by stage of maturity, storage time post harvest, preservation and processing. The rate of ruminal fiber degradation will be influenced by ruminal microbes.

Ruminal microbes have been production enzyme to break down fiber component to the simple sugar as energy source. Increasing fiber proportion in the diet followed by increasing enzyme treatment. It’s caused to help microbe’s action (Figure 1).

Climate is one of factor influence the quality of fiber. Indirectly, these factor influence of performance. The gain of cattle on tropical is usually lower than subtropical cattle. The main factor controlling the gain of cattle is the quantity of net energy (NE) absorbed each day. Three factor control the intake of net energy, the quantities of feed energy eaten (I), proportion of each unit of feed that digest (D), and efficiency of utilization the product of digestion (E). The pattern is:

NE = I x D x E

Thus, will depend on the chemical and physical composition of the grasses which in turn is related to soil condition, climate, species of grass, stage of growth and the part of the plant being eaten. The stem contain fiber more than leaf (Morley, 1981).

Tropical grasses generally contain less protein than temperate grasses. Legumes have much higher protein content than grasses. To increase protein deficiency from the grasses is addition legume in the diet (Mc Donald et al., 1991).

Generally, the tropical grasses have a lower voluntary intake and dry matter digestibility than temperate grasses due to a higher fiber content associated with the climate in which they are grown. Improvements the nutrition of tropical grasses will be use of suitable adapted legume supplements protein deficient.

The ruminants can utilize the major part of bulky, fibrous material only via microbes. Voluntary intake of ration rich in forage is generally restricted by the limited capacity of the digestive tract, particularly in the reticule-rumen. Disappearances of digesta from the reticule-rumen is possible either by microbial degradation and absorption of end product or by passage to the lower digestive tract of undigested residues, after sufficient reduction of particle size of microbial mass. In addition, thus factor limiting reduction of particle size or microbial degradation will generally reduce the voluntary feed intake. For maximum feed intake, the rate of disappearance of digesta from the rumen has to be optimized. Important factor in this respect are feed particle size and rate of degradation in the rumen (Haresign & Cole, 1988).

Fibrozyme`s Experiment

There are three trial to known the effect of fibrolytic enzyme supplementation which different variable each other. This experiment not only treat in differ variable but also in differ level of enzyme supplementation. From this experiment we know the best level enzyme supplementation for cattle.

The first trial (Zinn & Salinas, 1999) involved 96 crossbreed stress calves in a 64 day growing. Treatments consist of a steam flaked corn based growing diet that containing 22% forage with 0 or 15 g/hd/d fibrozyme supplementation. Feeding method is ad libitum that given twice a day. The result showed that fibrolytic enzyme supplementation increasing final weight (3%, P<0.10), average daily gain (ADG) (6%, P=0.13) and dry matter intake (4.5%, P<0.05). Enzyme supplementation did not influence the net energy (NE) value in the diet. The basal diet of the cattle contains by fiber. The fiber diet can be change into simple sugar as energy source. Indirectly, final weight increased by enzyme supplementation.

The second trial (Pererial & Zinn, 2001) involved 72 yearling crossbreed steers calves in a 121 day growing. The purpose is compared the effect of 0 vs 15 g/hd/d fibrozyme on growth performance. The basal diet in the first 84 days contained 22 % forage and 65% steam flaked sorghum. Then, from 85 until 121 day the basal diet contained 12% forage and 75% steam flaked sorghum. The result Showed that fibrolytic enzyme supplementation increased ADG (10%, P<0.10) and carcass weight (2.7%, P<0.05). Enzyme supplementation did not influence DM intake, but increasing dietary NE by 15 % and ADG efficiency 6.3 %. Enzyme supplementation may also enhance cattle performance in a manner independent of the effect on fiber digestion. DM intake influenced by corn, characteristic of sorghum is bulky, so did not influence DM intake in the cattle.

The third trial (Ware et al., 2002) involved 184 crossbreed steers calves in a 261 day. The level of enzyme supplementation is (0, 5, 10, 15 g/hd.d fibrozyme in the diet). The basal diet in the first 70 days contained 22% forage (10% alfalfa hay, 12% Sudan grass) and 64% steam flaked. From day 71 until 261 the basal diet contained 12% forage (4% alfalfa hay, 8% Sudan grass hay) and 75% steam flaked corn. Enzyme supple-mentation increasing ADG by (5%, P<0.05) and gain efficiency (3%, P<0,1). Improvements in ADG were due to treatment effect on feed intake. The effect of enzyme supplementation on dietary NE was small (1%, P=0.13). Optimum growth performance response was obtained with 10 g/hd/d fibrozyme.

In other result, had been reported Pinos-Rodri’guez et all (2002), Lamb fed diet based on all forage showed that the fibrozyme added into hay grasses increased apparent digestibility of CP, hemicellulose (P < 0.05) and NDF (P <0.10) and also improved N balance because lambs retained more N (P< 0.05). The enzyme increased (P<0.05) total VFA concentration for both hays. Results from this trial indicate that directly fed exogenous fibrolytic enzymes may change ruminal fermentation, intake, and digestibility of forages. Increasing of VFA and N retained were indicate fiber or nutrient could utilized more effective.

From these trial Showed different result, the effect of enzyme supplementation influence not only the treatment and variable but also, the age, growing phase, kind of dietary, climate, environment condition and genetic. Genetic factor influence of digestibility fiber. The local species have different genetic with cross breeding. ADG from local genetic maximal 0.8 kg/d in other hand, cross breed have ADG more than 1 kg/d. In this experiment just for cross breed, so the effect enzyme supplementation in local species unknown. Enzyme supplementation influenced of types diets. The diets that high fiber needs supplementation more to degradation the fiber. Ratio concentrate and forage influence enzyme supplementation. Diets that contain high concentrate do not supplementation. Fibrozym supplementation is important thing for diet with high fiber

Conclusion

Fibrozyme supplementation could improve fiber utilization in digestive tract of ruminant. This effect is due to primarily to increase energy intake by enhance ruminal fibrolytic capacity and its increase animal growth. It is suggested that fibrozyme more effectively influenced on ruminant performance if diet based fiber contents.

References

Beauchemin, K.A., D. Colombatto, D. P. Morgavi & W. Z. Yang. 2002. Use of exogenous fibrolytic enzymes to improve feed utilization by ruminants. J. Anim. Sci. 81 (E. Suppl. 2): E37–E47.

Benner, R. & D. E Akin. 1988. Degradation of polysaccarides and lignin by ruminal bacteria and fungi. Appl. Environ. Micribiol. 54: 1117-1125.

Calbiochem. 2006. Ionophores. http://www.calbiochem.com. [4th December 2006 ].

Choct, M. & A. Kocher. 2000. Non-starch carbohydrates: Digestion and its secondary effects in monogastrics. 24^th Annual NSA Scientific Meeting. Nutrition Society of Australia, Perth, 24 November 2000.

Coughlan, M. P. & G. P Hazlewood. 1993. β-1,4-D-Xylan degrading enzyme system: biochemistry, biology and applications. Biotechnol. Appl. Biochem. 17: 259-289.

Coughlan, M. P., C. D. Laffey & M. G. Tuohy, 1994. Characterization of the individual components of the xylanolytic enzyme system of Talaromyces. Emersonii. Biotech. 50: 37-42.

Haresign, W & D. J. A. Cole. 1988. Recent Developments in Ruminants Nutrition 2. Butterworths, London.

Kung, L. 2001. Enzymes for Lactating Dairy Cows: New Theories and Applications. Proceedings, 12th Annual Florida Ruminant Nutrition Symposium, pp.29-43. [http://www. animal.ufl.edu/dairy/2001ruminantprodconf/Kung2.htm]

McDonald, P., A. R . Henderson & S. J. E. Heron. 1991. The Biochemistry of Silage. Cambrian Printers Ltd., Aberystwyth.

McDonald, P., R. A. Edwards, J. F. D. Greenhalgh & C. A. Morgan. 2002. Animal Nutrition. Prentice Hall, London.

Morley, F. H. W. 1981. Grazing Animals. Elsivier Scientific Publishing Company, Amsterdam, .Oxford-NewYork.

National Research Council. 1988. Nutrient Requirements of dairy cattle. National Academy Press. Washington D.C.

Pereira, A. C. & R. A. Zinn. 2001. Influence of fibrozyme on growth performance of Yearling Steers. Proc. West. Sec. Amer. Soc. Anim. Sci. 52: 563-565.

Pinos-Rodri’guez, J.M., S. S. Gonza’lez, G.D. Mendoza, R. Ba’rcena, M.A. Cobos, A. Herna’ndez & M.E. Ortega. 2002. Effect of exogenous fibrolytic enzyme on ruminal fermentation and digestibility of alfalfa and rye-grass hay fed to lambs. J. Anim. Sci. 80: 3016–3020.

Trinci, A. P. J., M. K. Theodorou & S. E. Lowe. 1987. Cellulase and xylanase of an anaerobic rumen fungus grown on wheat straw, wheat straw holocellulose, cellulose, and xylan. Appl. Environ. Microbiol. 53:1216-1223.

Ware, R. A., A. Alvarez, A. Plascencia, M. Machado, S. Rodriguez, J. Rosalez & R. A. Zinn. 2002. Influence of level of enzyme supplementation on growth performance of growing-finishing cattle. Proc. West. Sec. mer. Soc. Anim. Sci Vol. 53.

Zinn, R. A. & J. Salinas.1999. Influence of fibrozyme on digestive function and growth performance of feedlot steers fed a 78 % concentrate growing diet. Biottechnology in The Feed Industry, Proceedings of The 15 th Annual Symponsium. Nottingham University Press.U.K.

Zinn, R. A & R. A. Ware. 2002. Fibrolytic enzyme supplemantation, a tool for enhancing energy intake in growing-finishing feedlot cattle. Biotechnology in feed and food Industry, Procedings of The 18^th Annual Symponsium. Nottingham University Press. UK.

TRAKTAT INTERNASIONAL SUMBERDAYA GENETIK TANAMAN PANGAN DAN PERTANIAN

A. TUJUAN

Traktat Internasional merupakan perjanjian multilateral yang secara hukum mengikat seluruh negara yang menandatanganinya. Penandatanganan traktat ini terbuka bagi negara-negara anggota FAO maupun diluar FAO sampai 4 November 2002, dan akan membentuk kerangka kerja yang baru dan mengikat untuk kerjasama di bidang sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian. Negara-negara yang meratifikasi traktat sampai tanggal tersebut akan duduk sebagai dewan pengelola. Sampai saat ini Indonesia masih belum meratifikasi Traktat Internasional.

Tujuan dari Traktat Internasional adalah sejalan dengan konvensi keanekaragaman hayati, yaitu untuk pelestarian dan pemanfaatan sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian secara berkesinambungan dan pembagian keuntungan yang diperoleh dari pemanfaatan sumberdaya genetik secara adil dan merata, untuk pertanian berkelanjutan dan keamanan pangan.

B. Sistem Global Sumberdaya Genetik Tanaman

Perkembangan sistem global sumberdaya genetik tanaman dimulai pada tahun 1983 dengan dibentuknya Komisi Sumberdaya Genetik Tanaman (sekarang bernama Komisi Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian). Tujuan sistem global ini adalah untuk menjamin konservasi yang aman , dan mempromosikan ketersediaan dan pemanfaatan berkelanjutan sumberdaya genetik tanaman dengan menyediakan kerangka kerja yang fleksibel dalam pembagian keuntungan dan beban. Komisi ini bersama dengan kolompok kerja teknis antar pemerintah bertugas memonitor dan mengkoordinasikan perkembangan sistem global ini. Elemen kunci dalam sistem global ini adalah:

· Laporan mengenai kondisi (status) sumberdaya genetik dunia

· Rencana Aksi Global untuk konservasi dan pemanfaatan berkelanjutan sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian

C. Multilateral Sistem untuk Akses dan Pembagian Keuntungan

Melalui traktat, negara-negara pihak sepakat untuk membentuk sistem multilateral yang efektif, efisien dan transparan untuk memfasilitasi akses terhadap sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian dan pembagian keuntungan dengan cara yang adil dan merata. Sistem multilateral ini telah mempersiapkan lebih dari 64 tanaman utama dan hijauan untuk dapat dipertukarkan. Dewan pengelola Traktat, yang terdiri dari Negara-negara yang telah meratifikasi Traktat, akan menerapkan perangkat peraturan untuk akses dan pembagian keuntungan tersebut dalam “Material Transfer Agreement” (MTA).

Sumberdaya dapat diperoleh dari sistem multilateral pemanfaatan dan pemeliharaan dalam riset, breeding dan training. Ketika sumberdaya tersebut dikembangkan menjadi produk komersial,maka Traktat akan mendapatkan pembayaran sebagai bagi hasil dari keuntungan material yang diperoleh, jika produk tersebut tidak dapat digunakan tanpa batas oleh pihak lain, untuk penelitian lebih lanjut dan breeding. Jika pihak lain dapat menggunakannya, pembayarannya sukarela.

Traktat juga mendapatkan pembagian keuntungan dari pemanfaatan sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian melalui pertukaran informasi, akses dan transfer teknologi, dan pembangunan kapasitas. Diperkirakan juga strategi pendanaan untuk memobilisasi dana untuk kegiatan,rencana dan program untuk membantu petani kecil di negara-negara berkembang. Strategi pendanaan juga termasuk pembagian dari keuntungan moneter yang dibayarkan dibawah sistem multilateral.

C.1 Alternatif Kebijakan Nasional dan Peraturan tentang Akses terhadap Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian

Akses terhadap sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian harus dilakukan dengan mempertimbangkan pembagian keuntungan yang adil, dari produk yang dihasilkan. Konvensi keanekaragaman hayati tentang akses terhadap sumberdaya genetik telah memuluskan jalan untuk peraturan nasional yang mengatur akses terhadap sumberdaya genetik. Walaupun masing-masing Negara memiliki peraturan yang berbeda, tetapi peraturan tentang akses terhadap sumberdaya genetik dimasa depan harus juga mempertimbangkan masuknya peraturan baru dan kebijakan yang memperjelas lembaga-lembaga mana dari suatu negara yang yang berwenang dan bertanggungjawab untuk memberikan akses terhadap sumberdaya genetik yang dimilikinya dan atas dasar apa. Hal ini dapat dijadikan sebagai suatu ketentuan bagi kegiatan bioprospeksi serta perangkat untuk pemantauannya.

Beberapa hal yang harus dipertimbangkan antara lain: perkiraan tentang besarnya permintaan akses di masa depan, pengalaman yang telah dimiliki sebagai sumber dari sumberdaya genetik, nilai sumberdaya genetik yang diketahui, hak milik dan kepemilikan lahan, lembaga pengatur, pemisahan lahan konservasi, kemampuan untuk memberi nilai tambah terhadap sumberdaya genetik , serta kemampuan teknik administrasi dan financial untuk menciptakan dan mengantisipasi program pengaturan (Moeljopawiro, 2000).

Sebagai tambahan alternative kebijakan dan peraturan baru yang mencakup sumberdaya genetik, harus dipertimbangkan mana yang dapat dicakup oleh suatu peraturan. Hal ini berkaitan dengan asal dari sumberdaya genetik yang dapat diperoleh dari sumber in-situ dan ex-situ, baik yang dimiliki oleh pemerintah, swasta maupun masyarakat, termasuk juga yang berasal dari kawasan hutan lindung maupun bukan. Pemanfaatan dan pertukaran sumberdaya genetik untuk keperluan ekonomi, keagamaan dan kebudayaan dari masyarakat daerah dan penduduk asli juga harus dipertimbangkan.

C.1.1. Menetapkan Pusat Kontak

Dalam memetapkan lembaga yang akan memproses aplikasi untuk akses terhadap sumberdaya genetik, diperlukan pertimbangan pada tingkat pemerintah. Pendekatan yang paling sederhana bagi suatu Negara ialah dengan menciptakan suatu organisasi pemerintah yang bersifat antar departemen yang anggotanya merupakan wakil-wakil dari departemen sektoral lembaga yang terkait dengan keanekaragaman hayati dan pembagian keuntungan, yang dilengkapi dengan peraturan tentang komisi penasehat yang beranggotakan kelompok pakar dan perseorangan. Akan lebih baik juka badan pemberi ijin dan badan pelaksana kegiatan adalah independen.

Proses penetuan akses melalui ijin koleksi mensyaratkan pengguna untuk mendapatkan ijin sebelum melakukan akses. Hal ini merupakan manifestasi hak dari suatu negara terhadap sumberdaya genetik yang ada di wilayahnya. Ijin dapat berisi persyaratan akses, khususnya mengenai konservasi dan pemanfaatan yang berkelanjutan dan perjanjian pertukaran bahan (MTA) dengan menyebutkan hak dan kewajiban dari semua pihak, dan pembagian keuntungan berdasarkan perjanjian yang disepakati bersama.

C.1.2. Sistem Perijinan Akses

Banyak negara berkembang yang sekarang ini menghadapi berbagai masalah seperti: siapakah sebenarnya yang menjadi pendukung suatu proyek penelitian, atau siapakah kolektor atau pengamat yang akan mempergunakan temuan-temuannya untuk tujuan komersial. Apabila ada jaminan penyediaan bahan, bagaimana mengatur jumlahnya agar tidak merusak ekosistem.

Ada beberapa kriteria yang dapat digunakan dalam perijinan akses, termasuk pentingnya sumberdaya terhadap program nasional yang strategis, pembatasan koleksi dan ekspor khususnya yang berkaitan dengan status konservasi dan spesies langka, partisipasi penelitian dan publikasi, duplikat dari contoh yang disimpan di musium dan herbarium nasional, transfer teknologi, royalti dan biaya akses, kepemilikan sampel dan turunannya dan hak atas kekayaan intelektual, pembatasan transfer ketiga, persyaratan pelaporan dan pelacakan dan perijinan.

Dalam banyak hal kita tidak mungkin mengatasi pertukaran bahan genetik secara ilegal. Amikroba dapat diperoleh dari tanah yang kurang dari segenggam. Gen dapat diklon dari DNA atau RNA dalam jumlah sangat sedikit yang diisolasi dar bahan biologi, yang dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam amplop surat. Gen tidak memiliki label yang menunjukkan negara asalnya, begitu diklon tidak dapat dilacak negara asalnya.

Sebagai imbalan dari akses kepada sumberdaya genetik, mitra industri harus setuju dengan pembagian keuntungan adil dan berimbang dalam bentuk intelektual dan moneter; implementasi metoda koleksi dan produksi yang berpengaruh minimum terhadap keanekaragaman hayati; serta penerapan praktek bioprospeksi yang berimbang guna penelitian lebih lanjut tentang penyakit daerah tropis dan masalah-masalah yang khususnya berkaitan dengan negara berkembang.

Agar bioprospeksi dapat dapat terlaksana sesuai dengan tujuan, yaitu konservasi keanekaragaman hayati serta memberikan keuntungan sosial ekonomi dari pemanfaatan produk keanekaragaman hayati harus ada kerangka kerja bioprospeksi yang memadai, serta dimengerti dan ditumbuhkembangkannya hubungan antara sumberdaya genetik dengan empat faktor berikut ini (1) kebijakan makro, (2) inventarisasi keanekaragaman hayati dan pengelolaan informasi (3) akses teknologi, dan (4) pengembangan bisnis dan perencanaan strategis.

Sebagai landasan untuk dapat menghasilkan keuntungan daru sumberdaya genetik yang dimiliki adalah kebijakan makro. Kebijakan makro ini berupa satu set peraturan pemerintah dan internasional, hukum dan insentif ekonomi yang menentukan pola penggunaan lahan, akses dan pengaturan sumberdaya genetik, hak atas kekayaan intelektual, promosi teknologi, keamanan hayati dan pengembangan industri.

Pada tingkat internasional, Indonesia telah meratifikasi berbagai konvensi, seperti Konvensi Keanekaragaman hayati (CBD), GATT (General Agreement on Tariffs and Trade) dan TRIPs (Trade Related Intelectual Property Rights). Dalam konvensi tersebut dibangun antara lain hubungan dan prosedur tentang pertukaran sumberdaya genetik antar negara.

Pada tingkat nasional Undang-Undang No 12 tahun 1992 tentang Sistem Budidaya Pertanian antara lain mengatur tentang pemanfaatan dan pelestarian plasma nutfah. Selain itu apabila belum ada perlu dibuat peraturan mengenai hak milik dan kepemilikan atas tanah, pemanfaatan sumberdaya, hak atas kekayaan intelektual dan kemampuan industri.

C.2.Skema Benefit-Sharing (Pembagian keuntungan) atas Komersialisasi SDGPP

Pembagian keuntungan atas pemanfaatan SDGPP Secara komersial didasarkan pada asas adil dan merata. Skema penyusunan pembagian keuntungan bagi Phak-pihak yang terkait dengan pembagian keuntungan tersebut adalah:

a. Pihak Utama, yang terlibat baik sebagai penyedia (provider) maupun pengguna antara lain:

i. Pemerintah, baik tingkat nasional, regional dan lokal

ii. Universitas dan lembaga penelitian

iii. Sektor privat/ swasta

iv. Lembaga non profit (LSM)

v. Komunitas lokal / Masyarakat asli

b. Prioritas Ekosistem, spesies dan sumberdaya genetik

c. Tipe pembagian keuntungan, yang meliputi jenis kesepakatan, kerjasama dan hubungannya berdasarkan:

i. Kesepakatan jangka pendek atau panjang

ii. Terdiri atas perjanjian tertulis/ kontrak lisan/persetujuan/kesepahaman juga termasuk payung kesepakatan maupun detil kesepakatan.

iii. Merupakan persetujuan individual, komunal atau kesepakatan publik

iv. pemanfaatan sumberdaya genetik merupakan kebijakan/peraturan di tingkat nasional, regional ataukah lokal.

v. Relevansinya dengan konvensi, Undang Undang, Peraturan pemerintah atau peraturan lainnya.

d. Deskripsi dari status ekosistem, spesies, keanekaragaman hayati berkaitan dengan aktivitas dan penyusunan skema pembagian keuntungan, yang mencakup:

· Sumberdaya biologi yang dipertanyakan, termasuk ancaman, tekanan dan kecenderungan maupun penyebab khusus, penggunaan dan pengelolaan

· Lingkungan fisik dimana sumberdaya biologi tersebut berada, termasuk faktor-faktor yang disebutkan diatas

· Struktur organisasi dan institusi komunitas lokal termasuk juga proses pengambilan keputusannya (sejauh komunitas tersebut bukan yang termasuk pihak utama yang disebutkan diatas sebagai stakeholder dalam pembagian keuntungan).

· Kerangka kerja regional, nasional atau lokal harus dideskripsikan juga.

C.2.1. Tujuan Penyusunan Skema Pembagian Keuntungan

Pemaparan alasan dan tujuan untuk berbagai pihak untuk dimasukkan dalam penyusunan pembagian keuntungan, meliputi:

a. Tujuan/motivasi utama, antara lain:

· Financial

· Akses terhadap sumberdaya genetik (termasuk system proteksi dan hak kepemilikan)

· Akses kepada ilmu pengetahuan, inovasi, dan teknik (temasuk pertukaran informasi)

· Peningkatan pemahaman dan kesadaran

· Akses terhadap riset dan training

· Kerjasama ilmiah dan teknis

· Komersialisasi atau perdagangan

· Perlindungan lingkungan hidup

b. Apakah penyusunan pembagian keuntungan mempunyai kontribusi pada tujuan jangka panjang seperti: perkembangan social dan ekonomi, keamanan dan kesejahteraan, keamanan pangan, perdagangan dan perlindungan lingkungan hidup.

c. Jika memungkinkan, motivasi utama dapat merujuk pada salah satu tujuan konvensi keanekaragaman hayati (CBD), yaitu konservasi, pemanfaatan berkelanjutan dan persamaan, atau kewajiban khusus kkh, seperti keputusan dan rekomendasi.

C.2..2. Isi dan Implementasi Penyusunan Pembagian Keuntungan.

Dipaparkan aktivitas yang relevan terhadap implementasi dari penyusunan pembagian keuntungan

a. Perbedaan input, kontribusi, aksi dan tanggungjawab, hak dan kewajiban dari setiap stakeholder (penyedia dan pengguna). Kontribusi dapat mencakup:

· Bantuan reset

· Sampel/akses sumberdaya genetik tanaman/hewan/mikroba

· Informasi/pengetahuan tentang ekosistem/sumberdaya genetik

· Kesehatan dan kesejahteraan

· Uang,modal,pasar dan pekerjaan

· Suplai pangan

· Perlindungan lingkungan

b. Perbedaan pembagian keuntungan dari tiap-tiap pihak (stakeholder) diturunkan dari penyusunan tersebut, termasuk bagaimana keuntungan diidentifikasikan dan dinilai (indikator dan proses), termasuk

· Keuntungan langsung/tidak langsung

· Jangka pendek/panjang

· Moneter/non-moneter

· Individual/publik

c. mekanisme pembagian keuntungan

C.2.3. Dampak terhadap Konservasi

a. dampak apa yang mungkin muncul dari kegiatan (actual atau potensial) terhadap konservasi keanekaragaman hayati:

· terhadap keanekaragaman genetik dan spesies

· ekosistem secara umum

· spesies paling penting/utama (indicator, ekonomis atau kultural)

b. Bagaimana dampak tersebut diidentifikasikan dan dikaji (indikator, proses).

D. Perlindungan Hak-hak Petani

Traktat mengakui kontribusi yang luar biasa dari petani dan komunitasnya yang telah melakukan konservasi terus menerus dan mengembangkan sumberdaya genetik tanaman. Ini adalah dasar dari perlindungan terhadap hak-hak petani, termasuk pengetahuan tradisional dan hak atas kesetaraan pembagian keuntungan dan dalam pembuatan keputusan di tingkat nasional tentang sumberdaya genetik tanaman. Hal ini merupakan tanggung jawab pemerintah untuk mengimplementasikan hak-hak tersebut.

Semua pihak akan mendapatkan keuntungan dari Traktat Internasional dengan berbagai jalan.

· Petani dan komunitasnya, melalui hak-hak petani

· Konsumen, karena keanekaragaman pangan dan produk pertanian yang lebih besar dan meningkatnya keamanan pangan

· Komunitas ilmiah, melalui akses kepada sumberdaya genetik tanaman sangat krusial untuk penelitian dan pemuliaan tanaman.

· Pusat Penelitian Pertanian Internasional (IARC), keamanan koleksi Traktat terjamin dan

· Sektor publik dan swasta, yang terjamin akses terhadap keanekaragaman genetik untuk perkembangan pertanian

· Lingkungan dan generasi masa depan, karena traktat akan membantu pemeliharaan keanekaragaman genetik, perlu untuk menghadapi perubahan lingkungan yang tak terduga dan kebutuhan manusia di masa depan.

E. Informasi Dunia dan Sistem Peringatan Dini Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian (WIEWS)

Informasi dunia dan sistem peringatan dini sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian telah dibentuk oleh FAO sebagai mekanisme dinamis yang mendunia untuk mengembangkan pertukaran informasi diantara negara-negara anggota. Hal ini tercapai dengan cara menggabungkan dan mendiseminasikan informasi sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian, dan melalui fungsinya sebagai instrumen untuk melakukan kajian secara periodik terhadap status sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian. Termasuk di dalamnya database informasi sumberdaya genetik nasional, jejaring global koresponden negara yang ditunjuk oleh pemerintah dan dokumen repositori. Sistem Informasi Benih adalah alat penunjang pertukaran benih, yang sekarang digabungkan kedalam Informasi Dunia dan Sistem Peringatan Dini Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian (WIEWS).

F. Mekanisme Monitoring SDGPP

Sebagaimana dijelaskan dalam Global Plan Action (GPA), yang merupakan bagian dari Sistem Global yang disetujui oleh 150 negara anggota melalui Deklarasi Leipzig, Juni 1996, bahwa tujuan jangka panjang dari sistem peringatan dini bagi kehilangan (erosi) SDGPP adalah ‘mengumpulkan informasi untuk dapat memungkinkan tindakan perbaikan atau pencegahan’. Sistem ini harus dapat menjawab kebutuhan tersebut, melalui koresponden network . Mekanisme networking ini berdasarkan pada perkembangan dan sistem peringatan dini yang sesuai.

Untuk kepentingan tersebut, program FAO terhadap perkembangan sistem informasi dini adalah merancang metodologi penilaian erosi genetik baik di dalam koleksi eks-situ maupun pada habitat alaminya. Format penilaian erosi genetik ini meliputi: koleksi eks-situ, tanaman liar dan varitas lokal. Sehingga teknik monitoring yang tepat untuk mekanisme sistem peringatan dini dapat diambil.

Pelaporan kondisi (status) sumberdaya genetik dunia dipersiapkan melalui proses partisipasi aktif negara-negara anggota. Kondisi tersebut didasarkan pada penilaian keanekaragaman sumberdaya genetik tanaman, dan tingkat kapasitas lokal dan global untuk manajemen in-situ dan eks-situ, pemanfaatan dan pemeliharaan sumberdaya genetik tanaman.

Sedangkan mekanisme monitoring SDGPP di lapangan secara teknis dilakukan taging atau pelacakan melalui penanda pada tiap individu dalam populasi suatu spesies, untuk melihat dinamikanya di dalam ekosistem.

Rencana Aksi Global (Global Plan Action) merupakan seperangkat kegiatan yang meliputi pembangunan kapasitas, konservasi in-situ dan eks-situ sumberdaya genetik tanaman. Kegiatan ini adalah rencana yang terus berjalan, dipantau (dimonitor), diulas dan diperbaiki oleh Komisi Sumberdaya Genetik Tanaman Pangan dan Pertanian.

G. Dampak Produk Bioteknologi terhadap Kesehatan dan Lingkungan Hayati

Kemungkinan dampak negatif produk-produk bioteknologi dan produk-produk olahan lanjut yang berasal dari organisme transgenik telah banyak dibahas ditingkat internasional antara lain pada pertemuan-pertemuan antar negara anggota CBD dalam forum konferensi antar pihak (Conference of The Parties) dan forum intenasional Open-ended Ad Hoc Working Group on Biosafety (panitia yang dibentuk oleh CBD/Cop, berlangsung di Nairobi, Kenya), dan pengesahan suatu protokol pengamanan hayati (Cartagena Protocol) yang harus dipatuhi oleh semua negara anggota CBD termasuk Indonesia.

Perdebatan sengit tentang keamanan produk-produk bioteknologi telah bergulir hingga sekarang baik tingkat Internasional dan nasional. Beberapa keprihatinan yang timbul antara lain adalah:

1. Patogenesitas : potensi kemampuan PRG (Produk Rekayasa Genetika) untuk menimbulkan penyakit pada manusia,hewan/ternak dan tanaman

2. Toksisitas dan alergen produk PRG

3. Timbulnya resistensi terhadap antibiotika

4. Masalah pembuangan (disposal) biomassa mikroorganisme yang digunakan untuk proses pemurnian produk bioteknologi

5. Terjadinya kontaminasi, infeksi dan mutasi dari strain-strain yang digunakan dalam proses

6. Kemungkinan terjadinya gen escape ke organisme non-target yang sekerabat melalui pollen baik secara vertikal maupun horisontal

7. kemungkinan terjadinya gangguan ekosistem oleh tanaman transgenik penghasil toksin Bt (Bacillus thuringensis) ke serangga non-target

8. kemungkinan terjadinya gangguan ekosistem oleh hewan transgenik karena melebarnya daerah jelajah (Lebih tahan terhadap perubahan lingkungan)

9. Kemungkinan terjadinya transencapsulasi antar virus, apabila gen virus digunakan sebagai insert pada tanaman transgenik

H. Dampak Produk Bioteknologi Terhadap Pertanian Tradisional

Penggunaan produk-produk bioteknologi terutama tanaman transgenik dengan ciri-ciri agronomik ( tahan terhadap hama, herbisida, penyakit dsb) akan meningkatkan hasil panen dan dengan sendirinya akan cepat terserap oleh petani. Penggunaan tanaman dengan kualitas produk pertanian lebih baik (kandungan protein, waktu simpan, ragam warna dsb) juga akan menarik perhatian petani untuk memanfaatkan tanaman transgenik. Dari engalaman revolusi hijau dengan daya hasil yang sangat meningkat didapatkan dampak terjadinya erosi genetik karena tanaman yang biasa digunakan (tradisional crop variety) akan digantikan dengan varietas tanaman baru dan melupakan/menelantarkan varietas lama. Hal ini pasti akan terulang dan erosi genetik pasti akan berlanjut.

Dampak lain yang mungkin terjadi adalah hilangnya pengetahuan tradisional dan kemungkinan petani menjadi lebih ’malas’ dan akan sangat tergantung oleh produk-produk bioteknologi yang baru. Dapat pula terjadi pengangguran yang lebih besar dengan berkurangnya kebutuhan tenaga manusia karena sifat-sifat agronomik yang dimiliki tanaman transgenik (Hartiko, 2000).

KESIMPULAN

Keanekaragaman sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian merupakan bagian dari megabiodiversity yang dimiliki Indonesia, yang pemanfaatan dan pelestariannya harus dapat dijaga keberlanjutannya.

Traktat Internasional Sumberdaya genetik tanaman pangan dan pertanian merupakan perangkat internasional yang mewadahi satu keinginan bersama untuk dapat menjaga pemanfaatan sumberdaya dan pembagian keuntungan secara adil dan merata dan melestarikannya bagi generasi masa depan dan kelanjutan pertanian dan keamanan pangan.

Peran Bioteknologi dalam pertanian demikian luas dan cepat, sehingga perlu kehati-hatian dalam menangani produk rekayasa genetika (PRG) agar diperoleh manfaat yang sebesar-besarnya dan meminimalkan dampak negatifnya.

DAFTAR PUSTAKA

Endarwati. 2004. Keanekaragaman Hayati dan Konservasinya di Indonesia. Blogspot.

Kurniawan,H. 2005. Database Plasma Nutfah Tanaman Pangan Februari 205. BB-Biogen Online.

Hartiko, H. 2000. Dampak Bioteknologi terhadap Keselamatan Hayati dan Pertanian Tradisional. Makalah pada semiloka Nasional Konservasi Biodiversitas untuk Perlindungan dan Penyelamatan Plasma Nutfah. Surakarta.

Moeljopawiro, S. 2000. Bioteknologi untuk Pengelolaan dan Pemanfaatan Plasma Nutfah. Makalah pada semiloka Nasional Konservasi Biodiversitas untuk Perlindungan dan Penyelamatan Plasma Nutfah. Surakarta.

Somantri,I.H.,Hasanah,H, Thohari,M.,Nurhadi,A.,Orbani,I.N., Mengenal Plasma Nutfah. www.BB-Biogen.com

Slamet-Loedin,I.H.,E.Sukara., Pengembangan Balai Kliring Keamanan Hayati,di dalam www.bchindonesia.com

Wardhana, S.B., Balai Kliring Keaman Hayati dan Perkembangannya. Didalam www.bchindonesia.com

www.bchindonesia.com

www.ditjenphka.com

www.menlh.com

www.fao.org

Pemanfaatan Enzim Pada Industri Pakan

I.                PENDAHULUAN

 

1.              Latar belakang

Peternakan merupakan sumber pangan strategis sepanjang masa yang menyediakan daging, susu, telur dan produk-produk olahannya.  Karena itu pembangunan pertanian berbasis sektor peternakan sangat strategis untuk dikembangkan.  

 

Populasi ternak dari tahun ke tahun terus meningkat sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk yang semakin bertambah.

Berdasarkan data dari Direktorat Jenderal Peternakan, Departemen Pertanian RI jumlah populasi Ruminansia, Non-Ruminansia dan Unggas di Indonesia pada tahun 2008 adalah berturut-turut 40.667.000 ekor, 8.579.000 ekor dan 1.528.792.000 ekor. 

 

Seiring dengan pertumbuhan jumlah populasi ternak, pertumbuhan industri pakan ternak juga berkembang dengan pesat. Pada tahun 2007, pabrik pakan ternak yang tersebar di berbagai propinsi di Indonesia memproduksi pakan ternak sebanyak 7.800.033 ton.

Tingginya permintaan pakan ternak pabrikan, membuat para ahli nutrisi pakan ternak berlomba-lomba mencari formulasi produk pakan yang dapat menghasilkan produk daging, susu, telur berlipat ganda.

 

Di negara barat seperti Jerman, Perancis, Swedia, USA sudah sejak lama menggunakan zat promotor seperti antibiotik untuk meningkatkan produksi ternaknya dan sejak digunakannya antibiotik sebagai senyawa promotor pertumbuhan dalam pakan ternak, telah terjadinya peningkatan pendapatan peternak berkat kemampuan senyawa tersebut mengkonversikan nutrisi dalam pakan secara efisien dan efektif. Namun akhir-akhir ini penggunaan senyawa antibiotik dalam ransum ternak telah menjadi perdebatan sengit oleh para ilmuan akibat efek buruk yang ditimbulkan tidak hanya bagi ternak tetapi juga bagi konsumen yang mengkonsumsi produk ternak tersebut melalui residu yang ditinggalkan baik pada daging, susu maupun telur (Samadi, 2004).

Di dalam tubuh makhluk hidup terutama di dalam saluran pencernaannya terdapat bakteri-bakteri baik yang bersifat menguntungkan maupun merugikan. Keseimbangan antara bakteri-bakteri yang menguntungkan dan merugikan  sepatutnya menjadi perhatian lebih demi terciptanya hidup yang sehat bagi manusia dan produksi yang tinggi bagi ternak.

Keseimbangan populasi bakteri dalam saluran pencernaan (eubiosis) hanya dapat diraih apabila komposisi antara bakteri yang menguntungkan seperti Bifidobacteria dan Lactobacilli dan yang merugikan seperti Clostridia setidaknya 85% berbanding 15% (Samadi, 2004). Lebih lanjut Samadi (2004) menjelaskan bahwa dengan komposisi tersebut fungsi “barrier effect“ mikroflora yang menguntungkan dalam tubuh makhluk hidup dengan cara mencegah terbentuknya koloni bakteri phatogen (colonisation resistence) bisa teroptimalkan. Ketidakseimbangan populasi antara bakteri yang menguntungkan dan merugikan (dysbiosis) berakibat turunnya produksi ternak.

Kehadiran antibiotik dalam saluran pencernaan dapat mengubah keseimbangan bakteri yang menguntungkan dan yang merugikan.  Antibiotik  dapat menekan pertumbuhan bakteri-bakteri phatogen yang berakibat melambungnya populasi bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan. Tingginya mikroflora menguntungkan tersebut dapat merangsang terbentuknya senyawa-senyawa antimikrobial, asam lemak bebas dan zat-zat asam sehingga terciptanya lingkungan kurang nyaman bagi pertumbuhan bakteri phatogen (Samadi, 2004).

Namun disayangkan penggunaan antibiotik berakibat buruk bagi ternak dikarenakan resistensi ternak terhadap jenis-jenis mikro-organisme phatogen tertentu. Hal ini telah terjadi pada peternakan unggas di North Carolina (Amerika Serikat) akibat pemberian antibiotik tertentu, ternak resisten terhadap Enrofloxacin yang berfungsi untuk membasmi bakteri Escherichia coli. Dibagian lain residu dari antibiotik akan terbawa dalam produk-produk ternak seperti daging, telur dan susu dan akan berbahaya bagi konsumen yang mengkonsumsinya.

Seperti dilaporkan oleh Rusiana dengan meneliti 80 ekor ayam broiler di Jabotabek menemukan 85% daging ayam broiler dan 37% hati ayam tercemar residu antibiotik tylosin, penicilin, oxytetracycline dan kanamycin (www.poultryindonesia.com). Oleh karena itu berbagai upaya telah dilakukan bertahun-tahun untuk mencari bahan tambahan dalam pakan ternak sebagai pengganti antibiotik yang berbahaya tersebut (Sumardi, 2002).

Enzim adalah salah satu bahan alternatif yang dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas pakan ternak yang aman untuk ternak, manusia yang mengkonsumsi hasil ternak maupun  bagi lingkungan.

2.              Tujuan

Tulisan ini menyajikan uraian mengenai manfaat penggunaan enzim dan prospeknya dalam industri pembuatan pakan ternak yang aman dan efisien.

 

 

II.      PERAN ENZIM DALAM INDUSTRI PAKAN TERNAK

 

1.              Proses Pencernaan Hewan Ternak

Pencernaan adalah proses lanjutan dari pengambilan pakan (feed intake) oleh makhluk hidup  sebagai persiapan untuk proses penyerapan nutrien yang akan dimanfaatkan lebih lanjut oleh sel tubuh.  Dalam proses pencernaan terjadi perubahan fisik dan kimia yang dialami bahan makanan selama di dalam alat pencernaannya.

Proses pencernaan pada hewan pada dasarnya dibagi menjadi dua yaitu pencernaan hidrolitik atau enzimatis dan pencernaan fermentatif.

Pencernaan hidrolitik atau enzimatis: pencernaan yang dilakukan oleh enzim-enzim pencernaan. Pada pencernaan hidrolitik ini polimer dipecah menjadi monomer, misalnya karbohidrat dipecah menjadi glukosa, atau protein dipecah menjadi asam amino.

Pencernaan fermentatif: Proses pencernaan yang dilakukan atas bantuan mikroba. Pada proses pencernaan fermentatif zat makanan dirombak menjadi senyawa lain yang berbeda sifat kimianya sebagai zat intermediate.

Proses pencernaan pada hewan berbeda satu dengan yang lainnya dan sangat berhubungan dengan alat pencernaan yang dipunyai oleh hewan tersebut.  Perbedaan alat pencernaan hewan dapat dibedakan menjadi :

Pencernaan : Karnivora: kelompok hewan pemakan daging (makanan asal hewan), mempunyai gigi taring untuk mencabik makanannya, perutnya tunggal (monogastrik) dan sederhana

Herbivora : kelompok hewan pemakan tumbuhan. Alat pencernaan herbivora lebih panjang dan lebih kompleks serta telah mengalami modifikasi yang memungkinkan herbivora dapat menggunakan serat (selulosa dan polisakarida lain seperti hemiselulosa) dalam jumlah reletif banyak

Omnivora:  kelompok hewan yang memiliki berperut tunggal. Alat pencernaannya relatif lebih panjang, lebih kompleks dan cecum-colonnya (usus besar) lebih berkembang  karena sebagian pakannya adalah nabati yang mengandung serat.

Monogastrik: hewan berperut tunggal dan sederhana. Alat pencernaannya terdiri dari mulut, esophagus, perut, usus halus, usus besar dan rektum. Sistem pencernaannya disebut simple monogastric system.

Poligastrik: hewan berperut ganda (kompleks) seperti ruminansia sejati (hewan yang mempunyai rumen) yaitu sapi kerbau, kambing, domba, rusa, anoa, antelope dan pseudo-ruminant (onta, llama). Sistem pencernaannya disebut pollygastric system. 

Proses pencernaan makanan pada ternak ruminansia relatif lebih kompleks dibandingkan proses pencernaan pada jenis ternak lainnya. Perut ternak ruminansia dibagi menjadi 4 bagian, yaitu retikulum (perutjala), rumen (perut beludru), omasum (perut bulu), dan abomasum (perut sejati). Dalam studi fisiologi ternak ruminasia, rumen dan retikulum sering dipandang sebagai organ tunggal dengan sebutan retikulorumen. Omasum disebut sebagaiperut buku karena tersusun dari lipatan sebanyak sekitar 100 lembar. Fungsi omasum belum terungkap dengan jelas, tetapi pada organ tersebut terjadi penyerapan air, amonia, asam lemak terbang dan elektrolit. Pada organ ini dilaporkan juga menghasilkan amonia dan mungkin asam lemak terbang (Frances dan Siddon, 1993).

Termasuk organ pencernaan bagian belakang lambung adalah sekum, kolon dan rektum. Pada pencernaan bagian belakangtersebut juga terjadi aktivitas fermentasi.

Proses pencernaan pada ternak ruminansia dapat terjadi secara mekanis di mulut, fermentatif oleh mikroba rumen dan secarahidrolis oleh enzim-enzim pencernaan.

 

Pada sistem pencernaan ternak ruminasia terdapat suatu proses yang disebut memamah biak (ruminasi). Pakan berserat (hijauan) yang dimakanditahan untuk sementara di dalam rumen. Pada saat hewan beristirahat, pakan yang telah berada dalam rumen dikembalikan ke mulut (proses regurgitasi), untuk dikunyah kembali (proses remastikasi), kemudian pakan ditelan kembali (proses redeglutasi). Selanjutnya pakan tersebut dicerna lagi oleh enzim-enzim mikroba rumen. Kontraksi retikulorumen yang terkoordinasi dalam rangkaianproses tersebut bermanfaat pula untuk pengadukan digesta inokulasi danpenyerapan nutrien. Selain itu kontraksi retikulorumen juga bermanfaat untukpergerakan digesta meninggalkan retikulorumen melalui retikulo-omasal orifice (Tilman et al. 1982).

 

2.              Pengertian Enzim dan cara Kerjanya

Enzim terdapat secara alami pada semua organisme hidup dan berperan sebagai katalisator dalam reaksi kimia.  Istilah enzim mulai diperkenalkan pertama kali tahun 1878 oleh Kuhne yang mengisolasi senyawa enzim dari ragi sedangkan konsep kerja enzim dikembangkan oleh Emil Fischer di tahun 1894 yang mempopulerkan istilah “gembok dan kunci” untuk menjelaskan interaksi substrat enzim.

 

Saat ini lebih dari 3000 enzim telah diidentifikasi.  Seperti halnya protein, enzim juga tersusun dari rantai asam amino.  Enzim ini akan mempercepat reaksi kimia dengan cara menempel pada substrat dan keseluruhan proses reaksi akan stabil dan menghasilkan kompleks enzim substrat.  Dengan bantuan enzim ini, energi yang digunakan untuk menggerakan proses reaksi kimia menjadi lebih kecil.  Enzim akan bekerja pada kondisi lingkungan yang tidak mengubah struktur aslinya yaitu yang paling baik pada suhu dan pH menengah.

 

Alasan utama penggunaan enzim dalam industri makanan ternak adalah untuk memeperbaiki nilai nutrisinya. Semua binatang menggunakan enzim dalam mencerna makanannya, dimana enzim tersebut dihasilkan baik oleh biantang itu sendiri maupun oleh mikroorganisme yang ada pada alat pencernaannya.  Namun demikian proses pencernaan tidak mencapai 100 % dari bahan makanan yang dicerna, karena itu perlu ada suplemen enzim pada pakan untuk meningkatkan efisiensi pencernaannya.

 

Di dalam sistem produksi peternakan, pakan ternak menempati komponen biaya yang paling besar karena itu keuntungan peternakan akan tergantung dari biaya reltif dan biaya nilai nutrisi pada makanan.  Ada empat alasan utama untuk menggunakan enzim dalam industri pakan ternak (Bedford dan Partridge, 2001) yaitu:

 

·                        Untuk memecah faktor anti-nutrisi yang terdapat di dalam campuran makanan.  Kebanyakan dari snyawa tersebut tidak mudah dicerna oleh enzim endogeneous di dalam ternak, dapat mengganggu pencernaan normal.

·                        Untuk meningkatkan ketersediaan pati, protein dan garam mineral yang terdapat pada dinding sel yang kaya serat, karena itu tidak mudah dicerna oleh enzim pencernaan sendiri atau terikat dalam ikatan kimia sehingga ternak tidak mampu mencerna (contoh: pospor dalam asam pitat)

·                        Untuk merombak ikatan kimia khusus dalam bahan mentah yang biasanya tidak dapat dirombak oleh enzim ternak itu sendiri.

·                        Sebagai suplemen enzim yang diproduksi oleh ternak muda yang mana sistem pencernaannya belum sempurna sehingga enzim endogeneous kemungkinan belum mencukupi. 

 

III.     JENIS-JENIS ENZIM DALAM INDUSTRI PAKAN TERNAK

 

  Terdapat empat type enzim yang mendominasi pasar pakan ternak saat ini yaitu enzim untuk memecah serat, protein, pati dan asam pitat (Sheppi, 2001).

 

1.              Enzim Pemecah Serat

Keterbatasan utama dari pencernaan hewan monogastrik adalah bahwa hewan-hewan tersebut tidak memproduksi enzim untuk mencerna serat. Pada ransum makanan ternak yang terbuat dari gandum, barley, rye atau triticale (sereal viscous utama), proporsi terbesar dari serat ini adalah arabinoxylan dan ß-glucan yang larut dan tidak larut (White et al., 1983; Bedford dan Classen, 1992 diacu oleh Sheppy, 2001).  Serat yang dapat larut dan meningkatkan viskositas isi intestin yang kecil, mengganggu pencernaan nutrisi dan karena itu menurunkan pertumbuhan hewan.

 

Kandungan serat pada gandum dan barley sangat bervariasi tergantung pada varitasnya, tempat tumbuh, kondisi iklim dan lain-lain.  Hal ini dapat menyebabkan variasi nilai nutrisi yang cukup besar di dalam ransum makanan.  Untuk memecah serat, enzim-enzim xylanase dan ß-glucanase) dapat menurunkan tingkat variasi nilai nutrisi pada ransum dan dapat memberikan perbaikan dari pakan ternak sekaligus konsistensi responnya pada hewan ternak.  Xylanase dihasilkan oleh mikroorganisme baik bakteri maupun jamur.   

 

Penelitian pemanfaatan xilanase untuk membuat ransum ayam boiler telah dilakukan oleh Van Paridon et al. (1992), dengan melihat penga-ruhnya terhadap berat yang dicapai dan efisiensi konversi makanan ser-ta hubungannya dengan viskositas pencernaan. Hal yang sama juga di-lakukan oleh Bedford dan Classen (1992), yang melaporkan bahwa ransum makanan ayam boiler yang diberi xilanase yang berasal dari T.longibrachiatum  mampu mengurangi viskositas pencernaan, sehingga meningkatkan pencapaian berat dan efisiensi konversi makanan.

 

Pius P Ketaren, T. Purwadaria dan A. P Sinurat dari Balai Penelitian Ternak, Bogor, juga melakukan penelitian yang bertujuan untuk melihat pengaruh suplementasi enzim pemecah serat kasar terhadap penampilan ayam pedaging. Suplementasi diberikan dengan menambahkan enzim xilanase kedalam ransum basal dedak atau polar. Penelitian ini menggunakan 120 anak ayam pedaging umur sehari yang dialokasikan secara acak kedalam 20 kandang yang masing-masing berisi 6 ekor. Ayam-ayam tersebut dikenai 4 perlakuan. Perlakuan I, ayam diberi ransum basal 30% dedak (RBD). Perlakuan II, ransum RBD + 0,01% enzim xilanase (RBD + E). Perlakuan III diberi ransum basal 30% polar (RBP) dan perlakuan IV dengan ransum RBP + 0,01% enzim xilanase (RBP + E). Setiap perlakuan diulang 5 kali dan tiap ulangan terdiri dari 6 ekor. Seluruh kandang/pen ditempatkan dalam bangunan tertutup yang dilengkapi dengan lampu penerang, pemanas dan pengatur sirkulasi udara, yang diatur sesuai dengan kebutuhan. Sedangkan ransum dan air minum disediakan secara tak terbatas. Anak ayam juga divaksin pada umur 4 dan 21 hari untuk mencegah ND dan pada umur 14 hari untuk mencegah Gumboro. Konsumsi ransum, pertambahan bobot badan (PBB), feed conversion ratio (FCR) dan mortalitas digunakan sebagai parameter dan diukur setiap minggu selama 5 minggu perlakuan.

 

 Hasil riset memperlihatkan PBB ayam pedaging yang diberi ransum basal polar dengan suplementasi enzim cenderung tumbuh lebih cepat dibanding ayam pedaging yang memperoleh ransum lain. Dalam penelitian ini, suplementasi enzim xilanase sebanyak 0,01% kedalam ransum basal dedak maupun polar tidak berpengaruh negatif terhadap penampilan broiler. Hal ini tampak dari tidak adanya mortalitas selama penelitian berlangsung. FCR ayam pedaging yang diberi ransum basal polar dengan suplementasi enzim secara nyata lebih baik dibanding ransum FCR ayam pedaging yang diberi ransum lain.

 

Berdasarkan penampilan ayam pedaging tersebut terlihat bahwa suplementasi enzim kedalam ransum basal polar mampu meningkatkan efisiensi penggunaan ransum sekitar 4%, sebaliknya suplementasi enzim kedalam ransum basal dedak tidak mampu memperbaiki efisiensi penggunaan ransum ayam pedaging. Ini membuktikan bahwa enzim xilanase yang digunakan dalam penelitian ini lebih efektif apabila digunakan pada polar, yang diketahui mengandung lebih banyak xilan/pentosan  atau glucan dibanding dedak.

 

Peningkatan penampilan ayam pedaging yang diberi ransum basal polar dengan suplementasi enzim xilanase ini, kemungkinan juga berkaitan dengan peningkatan kecernaan protein dan lemak disamping kenaikan kecernaan serat kasar. Dengan peningkatan kecernaan gizi dan pertumbuhan unggas tersebut, dapat mendorong peningkatan penggunaan bahan pakan lokal yang tersedia di dalam negeri. Kondisi ini diharapkan akan mampu meningkatkan kemandirian perunggasan nasional.( www.poultryindonesia.com)

 

 

2.              Enzim Pemecah Protein

Berbagai bahan mentah yang digunakan sebagai bahan pakan ternak mengandung protein.  Terdapat variasi kualitas dan kandungan protein yang cukup besar  dari bahan mentah yang  berbeda.  Dari sumber bahan protein primer seperti kedelai, beberapa faktor anti nutrisi seperti lectins dan trypsin inhibitor dapat memicu kerusakan pada permukaan penyerapan, karena ketidaksempurnaan proses pencernaan.  Selain itu belum berkembangnya sistem pencernaan pada hewan muda menyebabkan tidak mampu menggunakan simpanan protein yang besar di dalam kedelai (glycin dan ß-conglycinin).

 

Penambahan protease dapat membantu menetralkan pengaruh negatif dari faktor anti-nutrisi berprotein dan juga dapat memecah simpanan protein yang besar menjadi molekul yang kecil dan dapat diserap.

 

3.              Enzim pemecah Pati

Jagung merupakan sumber pati yang sangat baik sehingga para ahli gizi menyebutnya sebagai bahan mentah standard emas.  Sebagian besar ahli gizi tidak mempertimbangkan pencernaan jagung adalah jelek: kenyataannya bahwa 95 %  dapat dicerna.  Namun hasil penelitian Noy dan Sklan (1994) yang diacu oleh Sheppi (2001), pati hanya dicerna tidak lebih dari 85 % pada ayam broiler umur 4 dan 21 hari.  Penambahan enzim amylase pada makanan ayam dapat membantu mencerna pati lebih cepat di intestin yang kecil dan pada gilirannya dapat memperbaiki kecepatan pertumbuhan karena adanya peningkatan pengambilan nutrisi.

Pada masa aklimatisasi, anak ayam sering menderita shok karena perubahan nutrisi, lingkungan dan status imunitasnya.  Penambahan amilase, biasanya juga bersamaan dengan penambahan enzim lain, untuk meningkatkan produksi enzim endogeneous telah terbukti dapat memperbaiki pencernaan nutrisi dan penyerapannya.

 

4.              Enzim Pemecah Asam pitat

Phospor merupakan unsur esensial untuk semua hewan, karena diperlukan untuk mineralisasi tulang, imunitas, fertilitas dan juga pertumbuhan.  Swine dan Unggas hanya dapat mencerna Phospor dalam bentuk asam pitat yang terdapat dalam sayur sekitar 30-40 %.  Phospor yang tidak dapat dicerna akan keluar bersama kotoran (feces) dan menimbulkan pencemaran.

Enzim pytase dapat memecah asam pytat, maka penambahan enzim tersebut pada pakan ternak akan membebaskan lebih banyak phospor yang digunakan oleh hewan.

 

Enzime phytase banyak dikenal dapat menghilangkan pengaruh anti nutrisi asam phitat. Penggunaan enzime phytase  dalam pakan akan mengurangi keharusan penambahan sumber-sumber fosfor anorganik   mengingat fosfor asal bahan baku tumbuhan terikat dalam asam phitat yang mengurangi ketersediaannya dalam pakan. Padahal suplementasi fosfor anorganik misalnya mengandalkan di calcium phosphate maupun mono calcium phosphate relatif mahal belakangan ini. Di samping itu, fosfor yang terikat dalam asam phitat yang tidak bisa dicerna sempurna oleh sistem pencernaan hewan monogastrik akan ikut dalam feses dan menjadi sumber polutan yang berpotensi mencemari tanah. Fosfor adalah tidak terurai dalam tanah sehingga dalam jangka panjang, pembuangan feses dengan kandungan fosfor tinggi akan menimbulkan masalah bagi tanah. 

 

Terdapat dua keuntungan menggunakan phytase dalam pakan ternak yaitu (1) pengurangan biaya pakan dari pengurangan suplemen P pada makanan dan (2) pengurangan polusi dari berkurangnya limbah melalui feces.

 

Sumber Phytase

 

Phytase dapat dibagi menjadi 2 golongan besar yaitu 6-phytase dan 3-phytase.  Penggolongan ini berdasarkan pada tempat awal molekul phytat dihidrolisis.  6-phytase umumnya ditemukan dalam tanaman, sedangkan 3-phytase dihasilkan oleh jamur (mikroorganisme) (Dvorakova, 1998, diacu oleh Maenz, 2001).

1.              Phytase Tanaman

Hampir semua tanaman mempunyai aktivitas phytase namun jumlah dan aktivitasnya sangat bervariasi cukup besar antar tanaman.  Eeckhout dan De Paepe (1994) telah mengevaluasi level phytase pada 51 feedstuffs yang digunakan di Belgia dan menyimpulkan bahwa aktivitas phytase terdapat pada biji sereal seperti rye, triticale, gandum, barley sedangkan feedstuff lainnya termasuk kedelai mengandung aktivitas phytase yang sangat rendah (Maenz, 2001).  Kandungan P pada wheat untuk makanan unggas berkisar 45 sampai 70 % (Barrier-Guillot et al, 1996, diacu oleh Maenz, 2001). Lebih lanjut Barrier-Guillot et al., 1996) mengukur aktivitas phytase pada 56 contoh gantung yang tumbuh di Perancis tahun 1992 dan mendapatkan variasi aktivitas phytase antara 206 sampai 775 mU per gram. 

Studi yang dilakukan oleh Kemme et al., (1998) diacu oleh Maenz (2001) terhadap degradasi asam pitat pada pencernaan babi (pigs) menunjukkan bahwa, bila diberi makan jagung, maka tingkat degradasinya adalah 3 %, phytase pada jagung 91 unit/kg, diberi makan campuran jagung-barley, tingkat degradasinya 31 %, phytase pada campuran gandum-barley 342 unit/kg dan jika diberi makan campuran gandum-barley, tingkat degradasinya 47 %, kandungan phytase pada campuran ini adalah 1005 unit/kg.  Studi ini menunjukkan bahwa tingginya kandungan phytase pada gandum dan barley dapat membantu meningkatkan tingkat kecernaan asam phytat pada hewan.

 

2.              Phytase Mikroorganisme

Enzime hydrolitik yang menguraikan asam phytat dihasilkan oleh berbagai macam mikroorganisme.  Dvorakova (1998) yang diacu oleh Maenz (2001) mengatakan bahwa ada 29 jenis jamur, bakteri dan ragi yang menghasilkan enzime phytase.  Dari 29 jenis tersebut, 21 jenis diantaranya menghasilkan enzime phytase extraceluler.  Strain jamur Aspergilus niger menghasilkan aktivitas phytase extraseluler yang tinggi (Volfova et al., 1994) yang diacu oleh Maenz (2001).

 

 

IV.    TANTANGAN PENGGUNAAN ENZIM PADA INDUSTRI PAKAN TERNAK DIMASA YANG AKAN DATANG

 

Enzim mempunya sifat yang unik, akan menunjukkan aktivitasnya pada kondisi lingkungan yang cocok, baik pH maupun Suhu.  Masing-masing jenis enzim mempunya kisaran pH dan suhu optimalnya. Pelet pakan ternak dibuat melalui proses pemanasan pada suhu tinggi, karena itu kestabilan enzim terhadap perlakuan panas pada industri pakan sangat diperlukan.

Enzim bekerja sebagai katalisator untuk mempercepat suatu proses reaksi kimia, karena itu aktivitasnya juga akan ditentukan oleh dosis enzim itu sendiri.  Pemberian enzim exogeneous harus mempertimbangkan juga enzim endogeneous yang sudah ada pada hewan, karena itu sebelum membuat formulasi produk harus dilakukan penelitian terlebih dahulu dan dilihat performance hewannya pada berbagai tingkatan umur.

Metoda analisis yang mudah dan tepat untuk menentukan jumlah enzim yang aktif  juga merupakan suatu tantangan yang perlu mendapatkan perhatian dari para ilmuwan,  Dengan adanya metode analisis yang akurat dan cepat makan akan sangat mempermudah pembuatan formulasi produk pakan ternak.

Walaupun telah terbukti bahwa suplemen enzim dapat meningkatkan produksi ternak, namun karena untuk mendapatkan enzim itu sendiri tidak mudah maka produk pakan ternak berenzim harganya menjadi mahal, karena itu komponen biaya lain dari produksi pakan sedapat mungkin dapat ditekan sehingga akan menurunkan harga pakan ternak berenzim.  Hal lain yang perlu dilakukan adalah melakukan penelitian untuk mendapatkan enzim secara mudah dan murah.

Indonesia merupakan negara yang mempunya julukan megadiversiti, karena itu explorasi untuk mendapatkan sumber penghasil enzim baru  sangat dimungkinkan, baik dari jamur maupun bakteri.  Saat ini belum banyak enzim termostabil yang dihasilkan dari Indonesia, padahal sumber-sumber baik bakteri maupun jamur dari lokasi kawah sangat berlimpah.

V.      PENUTUP

Pada saat ini enzim sudah mulai dipergunakan secara meluas untuk tujuan-tujuan industri pakan ternak dengan mempertimbangkan berbagai macam  keuntungan-keuntungan yang nyata. Enzim bersifat tidak beracun, alami dan segera menjadi tidak aktif apabila reaksi sudah mencapai titik yang dikehendaki. 

Enzim bekerja secara spesifik pada substrat yang kebanyakan terdapat di dalam bahan makanan ternak baik berupa protein, selulose, hemiseslulase maupun sumber P pada asam phytat yang kesemuanya merupakan bentuk molekul besar yang tidak bisa diserap dan digunakan langsung. Agar supaya dapat diserap dan digunakan langsung, maka molekul-molekul besar tersebut harus dipecah menjadi molekul sederhana yang mudah diserap dan digunakan oleh hewan.  Pemecahan molekul ini akan dipercepat oleh adanya enzim specifik, namun tidak semua hewan mampu menghasilkan enzim-enzim yang diperlukan.

Enzime eksogenus lebih banyak digunakan sebagai bahan tambahan (suplement) dalam pakan unggas untuk memperbaiki pencernaan karbohidrat. Penambahan enzim ke dalam pakan unggas bertujuan untuk memperbaiki dan meningkatkan nilai kecernaan dari bahan baku tertentu yang dalam kondisi normal mempunyai kendala untuk tingkat penggunaan yang lebih tinggi.   Enzim yang ditambahkan sebagai suplemen membantu menurunkan viskositas gel dalam saluran pencernaan, memperbaiki jalan masuk enzim endogenus kepada cadangan-cadangan nutrisi, dan membebaskan nutrisi-nutrisi yang terperangkap seperti gula sederhana dan lysine.

Enzim dapat memperbaiki tingkat kecernaan non starch polysaccharides (NSP) seperti selulosa dan pektin yang tidak mudah tercerna oleh enzim-enzim pencernaan. NSP (beta glucans dan pentosan) juga diketahui memerangkap banyak nutrisi-nutrisi penting dalam sel-sel tumbuhan dan bagian-bagian terlarutnya menyebabkan peningkatan viskositas saluran pencernaan dalam usus yang mengurangi efektivitas enzim endogenus dan memperlambat pergerakan bahan makanan di saluran pencernaan.

Pada prinsipnya penambahan enzim dalam pakan bertujuan untuk menyingkirkan faktor anti nutrisi yang lazim terdapat dalam bahan baku asal tanaman. Peranan anti nutrisi dalam bentuk menghambat pencernaan nutrisi  yang mengarah pada menurunnya enerji metabolis bahan, pertumbuhan yang rendah, konversi pakan yang buruk, kotoran basah yang menghasilkan telur-telur yang kotor dan masalah sampah. Tujuan lain adalah untuk meningkatkan daya cerna bahan, membuat nutrisi-nutrisi tertentu secara biologis lebih tersedia, dan mengurangi dampak pencemaran yang ditimbulkan oleh kotoran unggas (ayam).

 

Penambahan enzim pada pakan ternak telah terbukti meningkatkan daya cerna makanan, namun demikian karena dalam proses produksi pakan ternak menggunakan suhu yang cukup tinggi, maka diperlukan enzim-enzim yang sifatnya tahan terhadap suhu tinggi.  Explorasi enzim-enzim pemecah pati, protein, asam phytat masih sangat terbuka luas mengingat di daerah tropis merupakan megadiversitas tidak menutup kemungkinan banyak mikroorganisme yang menghasilkan enzim-enzim yang dimaksud.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Bath, MK and GP Hazlewood.  2001.  Enzymology and Other Characteristics of Cellulases and Xylanases. In Enzimes in Farm Animal Nutrition. Bedford, MR and GG Patridge (Eds).  CABI Publishing. UK

 

Direktorat Jenderal Peternakan. 2007.  Statistik Peternakan 2007.  Dirjen Peternakan Departemen Pertanian RI.

 

Pugh, R and Chalfont D, 1993. The Scope for Enzymes in Commercial Feed Formulations. In Asia Pacific Lecture  Alltech.

 

Richana, N. 2002.  Produksi dan Prospek Enzim Xilanase dalam Pengembangan Bioindustri di Indonesia. Buletin AgroBio 5(1):29-36, 2002

 

Maenz, D.D. 2001.  Enzimatic Characteristics of Phytases as they Relate to Their Use in Animal Feeds. In Enzimes in Farm Animal Nutrition. Bedford, MR and GG Patridge (Eds).  CABI Publishing. UK

 

PoultryIndonesia.Com. Tingkatkan Performa Ayam Dengan enzim Xilanase. www.poultryindonesia.com

 

Sheppy, C.  2001.  The Current Feed Enzyme Market and Likely Trends. In Enzimes in Farm Animal Nutrition. Bedford, MR and GG Patridge (Eds).  CABI Publishing. UK

Samadi.  2004.  “Feed Quality for Food Safety”, Kapankah di Indonesia?. Inonasi Online. Vol 2 (XVI).

The Telephone Bills

The phone bill was exceptionally high and the man of the house called a

family meeting…

Dad: People this is unacceptable. You have to limit the use of the

phone. I do not use this phone, I use the one at the office.

Mum: Same here, I hardly use this home telephone as I use my work telephone.

Son: Me too, I never use the home phone. I always use my company mobile .

Maid: So what is the problem? We all use our work telephones

Penggunaan Enzim xilanase pada Pakan Unggas

PENDAHULUAN

Dalam usaha peternakan, pakan merupakan komponen utama dan menyumbang sekitar 60 – 70% dari total biaya produksi. Untuk dapat meningkatkan margin keuntungan usaha peternakan, perlu diupayakan pengadaan bahan baku pakan yang murah, mudah dan kontinyu tanpa bersaing dengan kebutuhan manusia, yaitu dengan pemanfaatan produk samping industri pertanian seperti dedak gandum. Penggunaan dedak gandum sebagai bahan baku pakan sumber energi sangat dibatasi oleh tingginya kandungan serat kasarnya. Oleh karena itu perlu diterapkan teknologi pengolahan pakan yang efisien untuk meningkatkan nilai nutrisi bahan pakan sehingga pemanfaatannya pada ternak menjadi optimal. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan enzim sebagai feed suplemen yang berfungsi untuk memecah komponen serat kasar menjadi produk yang lebih sederhana, yang dapat diserap langsung oleh ternak.

Pada dasarnya setiap jenis ternak menggunakan enzim untuk mencerna makanan yang mereka makan, baik dengan memproduksi sendiri enzim tersebut maupun oleh mikroba yang terdapat dalam alat pencernaannya. Namun demikian proses pencernaan tersebut tidak dapat sepenuhnya efisien. Sebagai contoh, babi, tidak dapat mencerna 15 – 25% pakan yang dimakannya (Bedforth dan Partridge, 2001). Oleh karena itu penggunaan enzim, sebagai feed suplemen diperlukan untuk dapat meningkatkan efisiensi pencernaan pakan.

Ransum yang mengandung biji-bijian seperti gandum, barley dan produk ikutan industri pertanian seperti pollard, dedak padi, gaplek mengandung serat kasar yang relatif tinggi, yang tidak dapat dicerna dengan baik oleh ternak monogastrik seperti unggas dan babi. Hal tersebut dapat diatasi dengan penambahan enzim pendegradasi serat seperti xilanase yang dapat menurunkan viskositas digesta sehingga dapat meningkatkan penyerapan nutrisi.

Penggunaan Enzim Dalam Industri Pakan

Pada usaha produksi ternak, komponen utama yang paling tinggi dalam biaya produksi adalah pakan ternak. Keuntungan yang akan diperoleh dari usaha tersebut akan bergantung pada rasio biaya pakan dan nilai nutrisi yang tersedia dalam pakan. Seringkali formulasi ransum dibatasi oleh faktor kemampuan ternak dalam mencerna berbagai komponen dalam bahan baku pakan, terutama serat. Inefisiensi penggunaan pakan ini dapat meningkatkan biaya usaha bagi peternak, juga dapat mencemari lingkungan (contoh pospor pada pakan) (Bedforth dan Partridge, 2001).

Untuk dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pakan, dapat ditambahkan enzim sebagai feed suplemen. Ada empat jenis enzim yang banyak digunakan dalam industri pakan, yaitu enzim pemecah serat, protein, pati dan asam pitat.

Suplementasi enzim xilanase pada pakan dasar gandum dapat menurunkan viskositas digesta dan meningkatkan pertambahan bobot badan ayam broiler usia 6 minggu hingga 14,72% dan 2,60% (Chiang et al., 2005). Xilanase dapat menurunkan viskositas digesta dengan cara menghidrolisis arabinoxilan menjadi arabinosa dan xilosa, sehingga mudah dimanfaatkan oleh unggas (Choct, 1997). Berdasarkan penelitian Ketaren et.al (2001), penggunaan pollard 30% dengan suplementasi enzim natugrain (xilanase dan β-glukanase ) dalam ransum ayam broiler menunjukkan pengaruh nyata terhadap konversi ransum dibandingkan penggunaan dedak padi 30% dengan level enzim 0,01%.

Pasar global enzim pada tahun 1995 diperkirakan senilai 1 juta US dollar dan diperkirakan meningkat sekitar 1.7 – 2 juta US Dollar pada tahun 2005, diperkirakan akan terus menigkat pada tahun-tahun yang akan datang, (Godfrey dan West, 1996) mengingat enzim juga berpengaruh positif terhadap kesehatan ternak.

Mekanisme Kerja Enzim Xilanase yang Diaplikasikan pada Ternak Unggas

Enzim merupakan senyawa protein dapat larut yang diproduksi oleh organisme hidup (Jacobs et al., 1965; Singleton dan Sainsbury, 2001). Enzim berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi pemecahan senyawa-senyawa organik yang komplek menjadi sederhana. Katalisator akan ikut serta dalam reaksi dan mengalami perubahan fisik selama reaksi, tetapi akan kembali kekeadaan semula bila reaksi telah selesai (Harper et al., 1979). Enzim juga dapat didefinisikan sebagai molekul biopolimer yang tersusun dari serangkaian asam amino dalam komposisi dan susunan rantai yang teratur dan tetap. Enzim diproduksi dan digunakan oleh sel hidup untuk mengkatalisis reaksi antara lain konversi energi dan metabolisme pertahanan sel (Richana, 2002).

Tubuh makhluk hidup dapat memproduksi enzim sendiri sesuai dengan kebutuhan, akan tetapi penambahan enzim pada ransum terkadang masih dibutuhkan. Penambahan enzim ini disebabkan oleh beberapa faktor seperti adanya antinutrisi pada bahan pakan, rendahnya efesiensi kecernaan bahan pakan, dan ketidaktersediaan enzim tertentu dalam tubuh ternak. Xilanase dan ß-glucanase adalah contoh enzim yang digunakan untuk meningkatkan daya cerna pakan pada ternak monogastrik (Samadi, 2004).

Xilanase merupakan enzim yang mampu menghidrolisis ikatan 1,4-β yang terdapat pada hemiselulosa dalam hal ini ialah xilan atau polimer dari xilosa dan xilooligosakarida (Riyanto et al., 2001; Richana, 2002). Menurut Singleton dan Sainsbury (2001) xilanase dapat diklasifikasikan berdasarkan substrat yang dihidrolisis dan produk akhirnya, yaitu β-xilosidase, eksoxilanase, dan endoxilanase.

Hughes (2003) menyatakan bahwa xilanase mampu memecahkan polisakarida non pati yang tidak dapat larut dalam gandum, yaitu xilan. Menurut Williams (1997), enzim xilanase yang ditambahkan ke dalam ransum ternak unggas berbasis barley atau gandum atau pollard berhasil menurunkan efek antinutrisi dari polisakarida non pati. Enzim xilanase akan mengurangi viskositas cairan lambung pada usus halus, sehingga memperlancar saluran pencernaan dan meningkatkan penyerapan nutrisi. Xilanase juga merubah hemiselulosa menjadi gula sederhana sehingga nutrisi yang awalnya terjerat dalam dinding sel hemiselulosa akan dilepaskan dan dapat dimanfaatkan oleh tubuh. Gula tersebut dapat dimanfaatkan oleh tubuh, sehingga ayam akan mendapatkan energi yang cukup dari makanan dengan jumlah yang lebih sedikit. Reaksi kimia tersebut sangat mendukung pemanfaatannya terutama untuk pakan ternak yang berasal dari tumbuhan, baik dalam bentuk segar maupun hasil olahan (limbah pertanian) untuk meningkatkan daya cerna polisakarida non pati dalam pakan.

Bedford dan Classen (1992) melaporkan bahwa campuran pakan ayam broiler dengan enzim xilanase yang berasal dari T. longibrachiatum mampu mengurangi viskositas pencernaan, sehingga meningkatkan pertambahan bobot badan dan efisiensi konversi ransum. Demikian juga dengan yang dilaporkan oleh Silversides dan Bedford (1999), penambahan enzim xilanase (2626-2860 U/g xilanase + 643-940 U/g protease) ke dalam ransum yang mengandung 56-64% gandum (2,5% serat kasar dalam ransum) memberikan pengaruh yang positif terhadap pertambahan bobot badan dan konversi ransum. Dusel et al. (1998) juga melaporkan bahwa enzim (6000 IU/g xilanase + 2000 IU/g protease) yang ditambahkan ke dalam pakan dengan kandungan gandum sebesar 73% (2,5% serat kasar dalam ransum) dapat menurunkan viskositas saluran pencernaan, meningkatkan EMSn dan pencernaan bahan organik serta lemak kasar. Lázaro et al. (2003) juga melaporkan bahwa penambahan enzim (864 IU xilanase dan 858 IU β-glukanase) ke dalam ransum broiler yang mengandung 50% gandum dapat menurunkan viskositas saluran pencernaan, mempercepat waktu transit ransum dalam saluran pencernaan dan meningkatkan performans ayam broiler.

Pertambahan bobot badan ayam pedaging yang diberi ransum basal pollard sebanyak 30% dengan suplementasi enzim xilanase 0,01% cenderung tumbuh lebih cepat dibanding ayam pedaging yang memperoleh ransum lain. Suplementasi enzim ke dalam ransum basal pollard mampu meningkatkan efisiensi penggunaan ransum sekitar 4%, sebaliknya suplementasi enzim ke dalam ransum basal dedak padi tidak mampu memperbaiki efisiensi penggunaan ransum ayam pedaging. Ini membuktikan bahwa enzim xilanase yang digunakan dalam penelitian ini lebih efektif apabila digunakan pada pollard, yang diketahui mengandung lebih banyak xilan/pentosan  atau glukan dibanding dedak. Peningkatan penampilan ayam pedaging yang diberi ransum basal pollard dengan suplementasi enzim xilanase ini, kemungkinan juga berkaitan dengan peningkatan kecernaan protein dan lemak disamping kenaikan kecernaan polisakarida non pati (Poultry Indonesia, 2006).

Pemanfaatan enzim xilanase juga telah dilakukan pada ayam petelur. Enzim xilanase dapat memberikan pengaruh yang positif terhadap kualitas telur, meskipun tidak mempengaruhi produksi telurnya. Penggunaan enzim xilanase (2000 U/kg; Avizyme 2300) dalam ransum ayam petelur berbasis gandum (75-77% berat kering total) dapat meningkatkan bobot telur dan putih telur serta meningkatkan kandungan putih telur (Silversides et al., 2006).

DAFTAR PUSTAKA

Adams, C.A. 2000. Enzim Komponen Penting dalam Pakan Bebas Antibiotika. Feed Mix Special. http:/www.alabio.cbn.net.

AOAC.1984. Official Methode of Analysis of The Association of Official Analytical Chemist. Association of Official Analytical Chemist. Arlington.

Bradford, M.M. 1976. A Rapid and Sensitive Methode for The Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing The Principle of protein Dye-Binding. Anal.Biochem. 72:248-254

Bedford, M.R dan G.G. Partridge. (eds). 2001. Enzyme in Farm Animal Nutrition. CABI Publishing. U.K

Campbell, G.L. dan M.R. Bedford. 1992. Enzime Applications for Monogastric Feeds: A review. Can.J.Anim.Sci. 72:449 – 466.

Choct, M. 1997. Feed Non-Polisaccharides : Chemical Structure and Nutritional Significance. Proceedings Feed Ingridients Asia . American Soybean Association. Singapore.

Chaplin, M.F. dan C. Bucke. 1990. Enzyme Technology. Cambridge University Press. Cambridge.

Chiang, C.C., B.Yu. dan P.W.S. Chiou. 2005. Effect of Xylanase Supplementation to Wheat-Based Diet on The Performans and Nutrient Availability of Broiler Chickens. Asian-Aust.J.Anim.Sci. 18:1141-1146.

Eriksson , K.E.L., R.A. Blanchette dan P. Ander. 1990. Microbial and Enzymatic Degradation of Wood and Wood Components. Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg.

Godfrey, T dan West, S.I. 1996. Introduction to Industrial Enzimology. In : Godfrey, T dan West, S.I. 1996. (eds). Industrial Enzymology. 2^nd eds. McMillan.. UK. pp 1-8.

Ketaren, P.P, Purwadaria,T.,Sinurat, A.P. 2002. Penampilan Ayam Pedaging yang Diberi Ransum Basal Dedak atau Pollard dengan atau tanpa Suplementasi Enzim Xilanase. Prosiding. Seminar Nasional Teknologi Peternakan dan Veteriner. Departemen Pertanian. Bogor.

Leeson, S dan Summers, D.J. 2001. Scott’s Nutrition of The Chicken. University Books.

Miller, G.L. 1959. Dinitrosalysilic Assay. Anal Chem. 31:426-428

Pantaya, P. 2003. Kualitas Ransum Hasil Pengolahan Steam Pelleting berbasis Wheat-Pollard yang Mendapat Perlakuan Enzim Cairan Rumen pada Performans Broiler. Tesis .Program PascaSarjana. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Rawashdeh, R., I. Saadoun., A. Mahasneh. 2005. Effect of Cultural Condition on Xylanase Production by Streptomyces sp (Strain lb 24D) and its Potensial to Utilize Tomato Pomace. African J.of Bitechnol. 4(3):251-255

Richana, N., P. Lestari., A. Thontowi dan Rosmimik. 2000. Catatan Penelitian Seleksi Isolat Bakteri Lokal Penghasil Xilanase. J.Mikrobiol.Indonesia 5:54-56.

Sheppy, C. 2001. The Current Feed Enzyme Market and Likely Trends. Dalam. Bedford, M.R dan G.G. Partridge. (eds). 2001. Enzyme in Farm Animal Nutrition. CABI Publishing. U.K

Sibbald, I.R. 1980. Metabolic Plus Endogenous Energy and Nitrogen Losses of Adult Cockerels: The Correction Used in The Bioassay True Metabolizable Energy. Poultry Sci. 60:805-811.

Steel, R. G.D., dan J.H. Torrie. 1993. Prinsip dan Prosedur Statistika Suatu Pendekatan Biometrik. Terjemahan. PT. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Sunna, A., S.G.Prowe .,T.Stoffregen dan G.Antranikian. 1997. Characterization of Xylanases from The New Isolated Thermofilic Xylan-Degrading Bacillus thermoleovorans. Strain k-3D and Bacillus flavothermus strain LB-3A. FEMS. Microbiol.lett. 148:209-216.

Thomas,M., T. Van Vliet and A.F.B. Van der Poel. 1998. Physical Quality of Pelleting Animal Feed and Contribution of Feedstuff Component. Anim.Feed Sci.Tech.J. 70:59-78.

Tsujibo, H., K, Miyamoto., T.Kuda., K.Minami., T Sakamoto., T. Hasegawa., Y.Inamori. 1992. Purification, Properties and Partial Aminoacid Sequences of Thermostable Xylanase from Streptomyces thermoviolaeus OPC-520. Appl.Environ.Microbiol. 58:371-375

Utarti, E. 2000. Produksi dan Karakterisasi Enzim Xilanase Bakteri Thermofilik Bacillus sp M-35. Tesis. Pascasarjana. IPB

Vranjes, M.V., dan C. Wenk. 1995. The Influence of Extruded Vs Untreated Barley in The Feed, with and without Dietary Enzyme Supplement on Broiler Performance. Anim.Feed.Sci. and Tech. 54:21-32

Yang, R.C.A., C.R. McKenzie., D. Bilous, V.L. Seligny dan S.A. Narang. 1998. Molecular Cloning and Expression of Xylanase gene from Bacillus polymixa in Escherichia coli. Environ.microbiol. 54:1023-1029.

Yu, E.K.C., Tan, L.U.L., Chan, M.K.H. Deschatelet, L and Saddler, J.N. 1991. Production of Thermostable Xylanase by a Thermophilic Fungus Thermoascus aurantiacus. Enzyme and Microbiology Technology. 9:16-24

Orasi Ilmiah Presiden Susilo Bambang Yudoyono di IPB

Orasi ilmiah yang diberi judul “Ekonomi Indonesia Abad 21 Menjawab tantangan globalisasi”, disampaikan Bpk Dr.H. Susilo Bambang Yudoyono, dalam rangka Dies Natalis IPB ke-45.

Mengemukakan 3 hal mendasar sebagai penyebab terjadinya krisis finansial dunia yang diawali di AS, yang notabene adalah negara super power dalam hal finansial.

Yaitu

1. Fundamental imbalance, banyak terjadi ketimpangan- ketimpangan di dunia ini, baik dari sisi negara kaya dan miskin, juga power arrengement dll

2. Bubble Economic, alias ekonomi gelembung, yang tidak mereprsentasikan riil ekonomi, hanya karena money ekonomi saja.

3. Rule Governement/ institution, dimana banyak kebijakan yang dibuat hanya untuk menguntungkan multinational coorporation saja.

Solusi yang ditawarkan oleh beliau, yang merupakan pemikiran yang berlandaskan common sense (akal sehat)  yaitu

1. Perlu adanya kesadaran aksi bersama untuk mengurangi imbalancies tadi. Dapat dihitung dengan cermat antara kebutuhan konsumsi baik pangan maupun energi dengan produksi, Perlu diingat kata-kata Mahatma Gandhi “bumi ini bisa memenuhi seluruh keperluan manusia namun tidak akan pernah cukup untuk memenuhi ketamakan manusia”,.. jangan-jangan kita lebih banyak greedy-nya  daripada need-nya.

2. Kampanye dan aksi global untuk mencegah ubble economic. perlu informasi yang berniat baik, bukan hanya spekulasi. Barangkali suatu saat diperlukan one single global currency

3. telaah fungsi dan keberadaan IMF, Wordbank dll, apakah hanya sebagai alat bagi kepentingan negara-negara maju saja?

9 Visi / pemikiran beliau sebagai jawaban dari pemerintah Indonesia atas krisis finansial ini adalah :

1. Ressource,knowledge ,cultural based economi
2. Ekonomi Indonesia harus sustainable
3. Pertumbuhan disertai pemerataan. beliau tidak percaya pada ‘trickle down effect”
4. Memperluas ekonomi dalam negeri/pasar domestik
5. Ekonomi nasional berdasarkan kewilayahan. ajakan back to nature, go local!
6. Kemandirian pada bidang-bidang pangan dan industri pertahanan. sejarah, Indonesia pernah diembargo selama 15 tahun.
7. Sumber investasi dan pendanaan dalam negeri harus kuat. jangan terlalu bergantung pada kapital dari luar (hutang luar negeri)
8. Keunggulan komparatif juga keunggulan kompetitif perlu kedua-duanya dilakukan
9. Diperlukan ekonomi pasar untuk efisiensi namun juga perlu peran pemerintah untuk menjaga keadilan, sebab mekanisme pasar juga sering gagal.

demikian antara lain inti dari orasi ilmiah Bapak Presiden, yang sekaligus memberi PR bagi IPB sebagai basis untuk kebijakan ketahanan pangan indonesia.

Lentera Jiwa(Kenapa Andi F Noya keluar dari Metro TV)

Lentera Jiwa
Senin, 25 Agustus 2008 23:55 WIB
26529 Dibaca

Banyak yang bertanya mengapa saya mengundurkan diri sebagai pemimpin redaksi Metro TV?.
Memang sulit bagi saya untuk meyakinkan setiap orang yang bertanya bahwa saya keluar bukan karena pecah kongsi dengan Surya Paloh, bukan karena sedang marah atau bukan dalam situasi yang tidak menyenangkan. Mungkin terasa aneh pada posisi yang tinggi, dengan power yang luar biasa sebagai pimpinan sebuah stasiun televisi berita, tiba-tiba saya mengundurkan diri.

Dalam perjalanan hidup dan karir, dua kali saya mengambil keputusan sulit. Pertama, ketika saya tamat STM. Saya tidak mengambil peluang beasiswa ke IKIP Padang. Saya lebih memilih untuk melanjutkan ke Sekolah Tinggi Publisistik di Jakarta walau harus menanggung sendiri beban uang kuliah.
Kedua, ya itu tadi, ketika saya memutuskan untuk mengundurkan diri dari Metro TV.

Dalam satu seminar, Rhenald Khasali, penulis buku Change yang saya kagumi, sembari bergurau di depan ratusan hadirin mencoba menganalisa mengapa saya keluar dari Metro TV. Andy ibarat ikan di dalam kolam. Ika nnya terus membesar sehingga kolamnya menjadi kekecilan. Ika n tersebut terpaksa harus mencari kolam yang lebih besar.

Saya tidak tahu apakah pandangan Rhenald benar. Tapi, jujur saja, sejak lama saya memang sudah ingin mengundurkan diri dari Metro TV. Persisnya ketika saya membaca sebuah buku kecil berjudul Who Move My Cheese.
Bagi Anda yang belum baca, buku ini bercerita tentang dua kurcaci. Mereka hidup dalam sebuah labirin yang sarat dengan keju. Kurcaci yang satu selalu berpikiran suatu hari kelak keju di tempat mereka tinggal akan habis. Karena itu, dia selalu menjaga stamina dan kesadarannya agar jika keju di situ habis, dia dalam kondisi siap mencari keju di tempat lain. Sebaliknya, kurcaci yang kedua, begitu yakin sampai kiamat pun persediaan keju tidak akan pernah habis.

Singkat cerita, suatu hari keju habis. Kurcaci pertama mengajak sahabatnya untuk meninggalkan tempat itu guna mencari keju di tempat lain. Sang sahabat menolak. Dia yakin keju itu hanya dipindahkan oleh seseorang dan nanti suatu hari pasti akan dikembalikan. Karena itu tidak perlu mencari keju di tempat lain. Dia sudah merasa nyaman. Maka dia memutuskan menunggu terus di tempat itu sampai suatu hari keju yang hilang akan kembali. Apa yang terjadi, kurcaci itu menunggu dan menunggu sampai kemudian mati kelaparan.
Sedangkan kurcaci yang selalu siap tadi sudah menemukan labirin lain yang penuh keju. Bahkan jauh lebih banyak dibandingkan di tempat lama.

Pesan moral buku sederhana itu jelas: jangan sekali-kali kita merasa nyaman di suatu tempat sehingga lupa mengembangkan diri guna menghadapi perubahan dan tantangan yang lebih besar. Mereka yang tidak mau berubah, dan merasa sudah nyaman di suatu posisi, biasanya akan mati digilas waktu.

Setelah membaca buku itu, entah mengapa ada dorongan luar biasa yang menghentak-hentak di dalam dada. Ada gairah yang luar biasa yang mendorong saya untuk keluar dari Metro TV.
Keluar dari labirin yang selama ini membuat saya sangat nyaman karena setiap hari keju itu sudah tersedia di depan mata. Saya juga ingin mengikuti lentera jiwa saya. Memilih arah sesuai panggilan hati. Saya ingin berdiri sendiri.

Maka ketika mendengar sebuah lagu berjudul Lentera Hati yang dinyanyikan Nugie, hati saya melonjak-lonjak. Selain syair dan pesan yang ingin disampaikan Nugie dalam lagunya itu sesuai dengan kata hati saya, sudah sejak lama saya ingin membagi kerisauan saya kepada banyak orang.

Dalam perjalanan hidup saya, banyak saya jumpai orang-orang yang merasa tidak bahagia dengan pekerjaan mereka. Bahkan seorang kenalan saya, yang sudah menduduki posisi puncak di suatu perusahaan asuransi asing, mengaku tidak bahagia dengan pekerjaannya.
Uang dan jabatan ternyata tidak membuatnya bahagia. Dia merasa lentera jiwanya ada di ajang pertunjukkan musik. Tetapi dia takut untuk melompat. Takut untuk memulai dari bawah. Dia merasa tidak siap jika kehidupan ekonominya yang sudah mapan berantakan. Maka dia menjalani sisa hidupnya dalam dilema itu. Dia tidak bahagia.

Ketika diminta untuk menjadi pembicara di kampus-kampus, saya juga menemukan banyak mahasiswa yang tidak happy dengan jurusan yang mereka tekuni sekarang. Ada yang mengaku waktu itu belum tahu ingin menjadi apa, ada yang jujur bilang ikut-ikutan pacar (yang belakangan ternyata putus juga) atau ada yang karena solider pada teman.

Tetapi yang paling banyak mengaku jurusan yang mereka tekuni sekarang — dan membuat mereka tidak bahagia — adalah karena mengikuti keinginan orangtua.

Dalam episode Lentera Jiwa (tayang Jumat 29 dan Minggu 31 Agustus 2008), kita dapat melihat orang-orang yang berani mengambil keputusan besar dalam hidup mereka. Ada Bara Patirajawane, anak diplomat dan lulusan Hubungan Internasional, yang pada satu titik mengambil keputusan drastis untuk berbelok arah dan menekuni dunia masak memasak.

Dia memilih menjadi koki. Pekerjaan yang sangat dia sukai dan menghantarkannya sebagai salah satu pemandu acara masak-memasak di televisi dan kini memiliki restoran sendiri. Saya sangat bahagia dengan apa yang saya kerjakan saat ini, ujarnya. Padahal, orangtuanya menghendaki Bara mengikuti jejak sang ayah sebagai dpilomat.

Juga ada Wahyu Adit ya yang sangat bahagia dengan pilihan hatinya untuk menggeluti bidang animasi. Bidang yang menghantarkannya mendapat beasiswa dari British Council. Kini Adit bahkan membuka sekolah animasi. Padahal, ayah dan ibunya lebih menghendaki anak tercinta mereka mengikuti jejak sang ayah sebagai dokter.Simak juga bagaimana Gde Prama memutuskan meninggalkan posisi puncak sebuah perusahaan jamu dan jabatan komisaris di beberapa perusahaan. Konsultan manajemen dan penulis buku ini memilih tinggal di Bali dan bekerja untuk dirinya sendiri sebagai public speaker.

Pertanyaan yang paling hakiki adalah apa yang kita cari dalam kehidupan yang singkat ini? Semua orang ingin bahagia. Tetapi banyak yang tidak tahu bagaimana cara mencapainya.

Karena itu, beruntunglah mereka yang saat ini bekerja di bidang yang dicintainya. Bidang yang membuat mereka begitu bersemangat, begitu gembira dalam menikmati hidup. Bagi saya, bekerja itu seperti rekreasi. Gembira terus. Nggak ada capeknya, ujar Yon Koeswoyo, salah satu personal Koes Plus, saat bertemu saya di kantor majalah Rolling Stone.
Dalam usianya menjelang 68 tahun, Yon tampak penuh enerji. Dinamis. Tak heran jika malam itu, saat pementasan Earthfest2008, Yon mampu melantunkan sepuluh lagu tanpa henti. Sungguh luar biasa. Semua karena saya mencintai pekerjaan saya. Musik adalah dunia saya. Cinta saya. Hidup saya, katanya.

Berbahagialah mereka yang menikmati pekerjaannya.
Berbahagialah mereka yang sudah mencapai taraf bekerja adalah berekreasi. Sebab mereka sudah menemukan lentera jiwa mereka.

Apakah apa yang kita lakukan sekarang sudah bisa disebut lentera jiwa kita? Sungguh pertanyaan ini menusuk hati saya… Sebuah tulisan yang menggugah.

Programmed Cell-Death

S U R A T   A L – A N ‘ A A M

6:59. Dan pada sisi Allah-lah kunci-kunci semua yang gaib; tak ada yang mengetahuinya kecuali Dia sendiri, dan Dia mengetahui apa yang di daratan dan di lautan, dan tiada sehelai daun pun yang gugur melainkan Dia mengetahuinya (pula), dan tidak jatuh sebutir biji pun dalam kegelapan bumi dan tidak sesuatu yang basah atau yang kering, melainkan tertulis dalam kitab yang nyata (Lohmahfuz).

Ayat ini teringat tiba-tiba saat aku mengikuti kuliah Fisiologi molekuler, kajiannya waktu itu adalah Programmed cell-death/Apoptosis, yang disampaikan oleh Bpk Dr.Ir Miftahuddin,… pas kebetulan saat itu bulan Ramadhan, dan saat ngantuuuk berat, maklum kuliah jam 14 – 16.00 selalu menggunakan sisa-sisa tenaga dan pikiran yang ada.

Jreng langsung aja mataku melek, dan begitu tergugah, bergairah mengikuti kata-demi kata yang beliau sampaikan, maklum baru kali ini aku mendengarnya, karena latar belakang ilmu biotek yang aku punya hanyalah mikrobiologi dan fermentasi.

Mengikuti jalan proses bagaimana daun bisa gugur,yang kesemua proses itu sudah ada cetak birunya di untaian DNA tiap makhluk hidup,  “mati untuk membiarkan yang lain  (kesatuan yang lebih besar/organisme ) bisa terus hidup,… adalah pengorbanan mulia,.. “, bahkan Allah menciptakan kondisi mati-pun tidaklah sia-sia,… betapa ilmu yang memang sangat romantis (istilah salah satu teman baik-ku).

Lalu akupun mendapatkan postingan di bawah ini (dari Bioinfosolution), salah satu milis yang aku ikuti, mudah-mudahan berguna.

Programmed Cell-Death

Programmed cell-death (PCD) is death of a cell in any form, mediated by an intracellular program. In contrast to necrosis, which is a form of cell-death that results from acute tissue injury and provokes an inflammatory response, PCD is carried out in a regulated process which generally confers advantage during an organism’s life-cycle. PCD serves fundamental functions during both plant and metazoa (multicellular animals) tissue development.

Apoptosis or Type I cell-death
Autophagic or Type II cell-death ( cytoplasmic: characterized by the formation of large vacuoles which eat away organelles in a specific sequence prior to the nucleus being destroyed.)

Besides these two types of PCD, other pathways have been discovered. Called “non-apoptotic programmed cell-death” (or “caspase-independent programmed cell-death” or “necrosis-like programmed cell-death”) these alternative routes to death are as efficient as apoptosis and can function as either backup mechanisms or the main type of PCD.

Other forms of programmed cell death include anolkis, almost identical to apoptosis except in its induction; cornification, a form of cell death exlusive to the eyes; excitotoxicity and Wallerian degeneration.

Plant cells undergo particular processes of PCD which are similar to autophagic cell death. However, some common features of PCD are highly conserved in both plants and metazoa.

The concept of “programmed cell-death” was used by Lockshin & Williams in 1964 in relation to insect tissue development, around eight years before “apoptosis” was coined. Since then, PCD has become the more general of these two terms.

Apoptosis

Apoptosis (pronounced ă-pŏp-tŏ’sĭs) is a form of programmed cell death in multicellular organisms. It is one of the main types of programmed cell death (PCD) and involves a series of biochemical events leading to a characteristic cell morphology and death, in more specific terms, a series of biochemical events that lead to a variety of morphological changes, including blebbing, changes to the cell membrane such as loss of membrane asymmetry and attachment, cell shrinkage, nuclear fragmentation, chromatin condensation, and chromosomal DNA fragmentation (1-4). Processes of disposal of cellular debris whose results do not damage the organism differentiates apoptosis from necrosis.

In contrast to necrosis, which is a form of traumatic cell death that results from acute cellular injury, apoptosis, in general, confers advantages during an organism’s life cycle. For example, the differentiation of fingers and toes in a developing human embryo occurs because cells between the fingers apoptose; the result is that the digits are separate. Between 50 billion and 70 billion cells die each day due to apoptosis in the average human adult. For an average child between the ages of 8 and 14, approximately 20 billion to 30 billion cells die a day. In a year, this amounts to the proliferation and subsequent destruction of a mass of cells equal to an individual’s body weight.

Research on apoptosis has increased substantially since the early 1990s. In addition to its importance as a biological phenomenon, defective apoptotic processes have been implicated in an extensive variety of diseases. Excessive apoptosis causes hypotrophy, such as in ischemic damage, whereas an insufficient amount results in uncontrolled cell proliferation, such as cancer.

Process

The process of apoptosis is controlled by a diverse range of cell signals, which may originate either extracellularly (extrinsic inducers) or intracellularly (intrinsic inducers). Extracellular signals may include hormones, growth factors, nitric oxide or cytokines, and therefore must either cross the plasma membrane or transduce to effect a response. These signals may positively or negatively induce apoptosis; in this context the binding and subsequent initiation of apoptosis by a molecule is termed positive, whereas the active repression of apoptosis by a molecule is termed negative.

Intracellular apoptotic signalling is a response initiated by a cell in response to stress, and may ultimately result in cell suicide. The binding of nuclear receptors by glucocorticoids, heat, radiation, nutrient deprivation, viral infection, and hypoxia are all factors that can lead to the release of intracellular apoptotic signals by a damaged cell. A number of cellular components, such as poly ADP ribose polymerase, may also help regulate apoptosis.

Before the actual process of cell death is carried out by enzymes, apoptotic signals must be connected to the actual death pathway by way of regulatory proteins. This step allows apoptotic signals to either culminate in cell death, or be aborted should the cell no longer need to die. Several proteins are involved, however two main methods of achieving regulation have been identified; targeting mitochondria functionality, or directly transducing the signal via adapter proteins to the apoptotic mechanisms. The whole preparation process requires energy and functioning cell machinery.

Mitochondrial regulation

The mitochondria are essential to multicellular life. Without them, a cell ceases to respire aerobically and quickly dies – a fact exploited by some apoptotic pathways. Apoptotic proteins that target mitochondria affect them in different ways; they may cause mitochondrial swelling through the formation of membrane pores, or they may increase the permeability of the mitochondrial membrane and cause apoptotic effectors to leak out.There is also a growing body of evidence that indicates that nitric oxide (NO) is able to induce apoptosis by helping to dissipate the membrane potential of mitochondria and therefore make it more permeable.

Mitochondrial proteins known as SMACs (second mitochondria-derived activator of caspases) are released into the cytosol following an increase in permeability. SMAC binds to inhibitor of apoptosis proteins (IAPs) and deactivates them, preventing the IAPs from arresting the apoptotic process and therefore allowing apoptosis to proceed. IAP also normally suppresses the activity of a group of cysteine proteases called caspases, which carry out the degradation of the cell, therefore the actual degradation enzymes can be seen to be indirectly regulated by mitochondrial permeability.

Cytochrome c is also released from mitochondria due to formation of a channel, MAC, in the outer mitochondrial membrane, and serves a regulatory function as it precedes morphological change associated with apoptosis. Once cytochrome c is released it binds with Apaf-1 and ATP, which then bind to pro-caspase-9 to create a protein complex known as an apoptosome. The apoptosome cleaves the pro-caspase to its active form of caspase-9, which in turn activates the effector caspase-3.

MAC is itself subject to regulation by various proteins, such as those encoded by the mammalian Bcl-2 family of anti-apoptopic genes, the homologs of the ced-9 gene found in C. elegans. Bcl-2 proteins are able to promote or inhibit apoptosis either by direct action on MAC or indirectly through other proteins. It is important to note that the actions of some Bcl-2 proteins are able to halt apoptosis even if cytochrome c has been released by the mitochondria.

Direct signal transduction

Two important examples of the direct initiation of apoptotic mechanisms in mammals include the TNF-induced (tumour necrosis factor) model and the Fas-Fas ligand-mediated model, both involving receptors of the TNF receptor (TNFR) family coupled to extrinsic signals.

TNF is a cytokine produced mainly by activated macrophages, and is the major extrinsic mediator of apoptosis. Most cells in the human body have two receptors for TNF: TNF-R1 and TNF-R2. The binding of TNF to TNF-R1 has been shown to initiate the pathway that leads to caspase activation via the intermediate membrane proteins TNF receptor-associated death domain (TRADD) and Fas-associated death domain protein (FADD). Binding of this receptor can also indirectly lead to the activation of transcription factors involved in cell survival and inflammatory responses.The link between TNF and apoptosis shows why an abnormal production of TNF plays a fundamental role in several human diseases, especially in autoimmune diseases.

The Fas receptor (also known as Apo-1 or CD95) binds the Fas ligand (FasL), a transmembrane protein part of the TNF family.The interaction between Fas and FasL results in the formation of the death-inducing signaling complex (DISC), which contains the FADD, caspase-8 and caspase-10. In some types of cells (type I), processed caspase-8 directly activates other members of the caspase family, and triggers the execution of apoptosis. In other types of cells (type II), the Fas-DISC starts a feedback loop that spirals into increasing release of pro-apoptotic factors from mitochondria and the amplified activation of caspase-8.

Following TNF-R1 and Fas activation in mammalian cells a balance between pro-apoptotic (BAX,BID, BAK, or BAD) and anti-apoptotic (Bcl-Xl and Bcl-2) members of the Bcl-2 family is established. This balance is the proportion of pro-apoptotic homodimers that form in the outer-membrane of the mitochondrion. The pro-apoptotic homodimers are required to make the mitochondrial membrane permeable for the release of caspase activators such as cytochrome c and SMAC. Control of pro-apoptotic proteins under normal cell conditions of non-apoptotic cells is incompletely understood, but it has been found that a mitochondrial outer-membrane protein, VDAC2, interacts with BAK to keep this potentially-lethal apoptotic effector under control.When the death signal is received, products of the activation cascade displace VDAC2 and BAK is able to be activated.

Execution

Although many pathways and signals lead to apoptosis, there is only one mechanism that actually causes the death of the cell in this process; after the appropriate stimulus has been received by the cell and the necessary controls exerted, a cell will undergo the organised degradation of cellular organelles by activated proteolytic caspases. A cell undergoing apoptosis shows a characteristic morphology that can be observed with a microscope:

1. Cell shrinkage and rounding due to the breakdown of the proteinaceous cytoskeleton by caspases.
2. The cytoplasm appears dense, and the organelles appear tightly packed.
3. Chromatin undergoes condensation into compact patches against the nuclear envelope in a process known as pyknosis, a hallmark of apoptosis.
4. The nuclear envelope becomes discontinuous and the DNA inside it is fragmented in a process referred to as karyorrhexis. The nucleus breaks into several discrete chromatin bodies or nucleosomal units due to the degradation of DNA.
5. The cell membrane shows irregular buds known as blebs.
6. The cell breaks apart into several vesicles called apoptotic bodies, which are then phagocytosed.

Apoptosis progresses quickly and its products are quickly removed, making it difficult to detect or visualize. During karyorrhexis, endonuclease activation leaves short DNA fragments, regularly spaced in size. These give a characteristic “laddered” appearance on agar gel after electrophoresis. Tests for DNA laddering differentiate apoptosis from ischemic or toxic cell death.

Removal of dead cells

Dying cells that undergo the final stages of apoptosis display phagocytotic molecules, such as phosphatidylserine, on their cell surface.Phosphatidylserine is normally found on the cytosolic surface of the plasma membrane, but is redistributed during apoptosis to the extracellular surface by a hypothetical protein known as scramblase. These molecules mark the cell for phagocytosis by cells possessing the appropriate receptors, such as macrophages.Upon recognition, the phagocyte reorganizes its cytoskeleton for engulfment of the cell. The removal of dying cells by phagocytes occurs in an orderly manner without eliciting an inflammatory response.

The telephone bills

The phone bill was exceptionally high and the man of the house called a

family meeting…

Dad: People this is unacceptable. You have to limit the use of the

phone. I do not use this phone, I use the one at the office.

Mum: Same here, I hardly use this home telephone as I use my work telephone.

Son: Me too, I never use the home phone. I always use my company mobile .

Maid: So what is the problem? We all use our work telephones