Suplementasi Niasin Yang Berbeda Struktur Kimia Terhadap Produktivitas Sapi Perah Laktasi: Meta-Analisis In Vivo Dan Kajian In Vitro
SUPLEMENTASI NIASIN YANG BERBEDA STRUKTUR KIMIA
TERHADAP PRODUKTIVITAS SAPI PERAH LAKTASI:
META-ANALISIS IN VIVO DAN KAJIAN IN VITRO
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Suplementasi Niasin yang
Berbeda Struktur Kimia Terhadap Produktivitas Sapi Perah Laktasi: MetaAnalisis In Vivo dan dan Kajian In Vitro adalah benar karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2015
Rossy Endah Ayu Anggreini
NIM D251124041
RINGKASAN
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI. Suplementasi Niasin yang Berbeda
Struktur Kimia Terhadap Produktivitas Sapi Perah Laktasi: Meta-Analisis In Vivo
dan Kajian In Vitro. Dibimbing oleh ERIKA B. LACONI dan ANURAGA
JAYANEGARA.
Suplementasi niasin dapat menghambat keseimbangan energi negatif pada
sapi perah, karena niasin dapat meningkatkan sintesis protein mikroba, koenzim
pembentuk adenosine tri phosphate (ATP) dan anti-lipolysis yang dapat
menghambat ketosis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil optimum
suplementasi niasin, mengkaji efektivitas niasin terhadap keseimbangan energi,
menganalisis pengaruh niasin terproteksi terhadap peforma, produktivitas sapi
perah laktasi (metode meta-analisis).
Pada penelitian ini terdiri dari dua tahap, tahap yang pertama adalah studi
meta-analisis dan tahap kedua adalah penelitian in vitro. Meta-analisis
menggunakan 51 artikel dengan 30 perlakuan yang berkaitan dengan suplementasi
niasin yang terindeks scopus. Penelitian meta-analisis menggunakan data yang
berhubungan dengan tingkat konsumsi pakan, kecernaan nutrien dan profil darah
yang dilakukan secara in vivo. Data meta-analisis yang diperoleh dianalisis
menggunakan SAS 9.1 dan menghasilkan level optimum suplementasi niasin
sebesar 400 ppm.
Penelitian in vitro menggunakan cairan rumen fistula sapi perah Fresian
Holstein (FH) yang didapatkan di Balai Penelitian Ternak Ciawi, Bogor. Ransum
penelitian yang digunakan 60% hijauan (rumput gajah) dan 40% konsentrat yang
disuplementasi dengan niasin sebanyak 400 ppm. Niasin yang digunakan ada dua,
yaitu niasin tidak terproteksi yang berbentuk (nicotinic acid) NA, (nicotinamide)
NM, niasin terproteksi lipid dan niasin yang terproteksi buffer agent. Semua
sampel niaisn yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari salah satu
produsen niasin. Data in vitro dianalisis menggunakan sidik ragam (ANOVA)
untuk mengetahui pengaruh percobaan terhadap peubah yang diamati, dan uji
ortogonal kontras untuk melihat perbedaan antar perlakuan.
Hasil meta-analisis menunjukkan pengaruh suplementasi niasin yang
berbeda struktur kimia dapat meningkatkan kecernaan acid detergent fiber (ADF)
dan kecernaan neutral detergent fiber (NDF), menurunkan produksi betahidroxybutiric acid (BHBA) dan meningkatkan produksi susu. Hasil penelitian in
vitro suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi tidak dapat
mempengaruhi kecernaan bahan kering (KCBK),kecernaan bahan organik
(KCBO), konsentrasi amonia, konsentrasi volatile fatty acid (VFA) (asetat,
propionat, butirat). Penelitian in vitro memiliki kecenderungan dapat
meningkatkan konsentrasi propionat dan meningkatkan secara signifikan
konsentrasi N-valerat.
Kesimpulan dari penelitian meta-analisis adalah level suplementasi niasin
terproteksi dan tidak terproteksi optimum pada level 400 ppm hari-1 yang dapat
menurunkan BHBA, meningkatkan produksi susu. Hal ini yang menyebabkan
keseimbangan energy negative pada sapi perah laktasi dapat dihambat. Sedangkan
pada penelitian in vitro suplementasi niasin tidak berpengaruh pada kecernaan,
konsentrasi amonia, konsentrasi VFA (asetat, propionat, butirat), tetapi dapat
meningkatkan konsentrasi N-valerat karena kualitas ransum yang tidak sesuai
standar.Pemberian suplementasi niasin efektif apabila kualitas ransum memenuhi
standar kebutuhan sapi perah laktasi.
Kata kunci: sapi perah, meta-analysis, niasin
SUMMARY
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI. Influence of Different Supplemental
Niacin Forms on Productivity of Lactating Dairy Cows: In VivoMeta-Analysis
Study and In Vitro. Supervised by ERIKA B. LACONI dan ANURAGA
JAYANEGARA.
Niacin supplementation can inhibit the negative energy balance in dairy cows
because niacin can increase microbial protein synthesis, forming an essential
component of adenosine tri phosphate (ATP) and anti-lipolysis which can prevent
ketosis. The present study was aimed to determine the optimum supplementation
niacin, examines the effectiveness of niacin for energy balance, analyzing the effect
of niacin protected against performance, productivity of lactating dairy cows
(methods of meta-analysis).
In this study consisted of two phases, the first phase is a study of metaanalysis and the second phase is the in vitro study. Meta-analysis using 51 articles
with 30 treatment associated with supplementation of niacin which detected with
scopus index. A meta-analysis using data related to the level of feed intake, nutrient
digestibility and blood profiles were performed in vivo. Meta-analysis of data
obtained were analyzed using SAS 9.1 and supplementation niacin in in vitro
optimum at 400 ppm (resulted by meta-analysis).
The in vitro study used rumen fluid from a fistulated Holstein Fresian cow
obtained from Indonesian Animal Research Center, Ciawi, Bogor. The basal ration
was consisted of 60% forage (grass) and 40% concentrate supplemented with niacin
400 ppm in the different chemical form of nicotinic acid (NA), niacinamide (NM),
niacin protected with lipid and niacin protected with buffer agent. All samples niacin
used in this study was obtained from one of the manufacturers of niacin. In vitro data
analyzed using analysis of variance (ANOVA) and orthogonal contrast test to see the
differences among treatments.
The results of the meta-analysis showed the effect of niacin supplementation
in different chemical structure can improve the digestibility of acid detergent fiber
(ADF) and neutral detergent fiber digestibility (NDF), decrease the production of
beta-hidroxybutyric acid (BHBA) and increase milk production. The results of in
vitro study of niacin supplementation protected and not protected can not affect dry
matter digestibility (DMD), organic matter digestibility (OMD), ammonia
concentration, concentration of volatile fatty acids (VFA) (acetate, propionate,
butyrate). In vitro study has a tendency may increase propionate concentrations and
significantly increase the concentration of N-valerate.
The conclusion of the study meta-analysis is the level of niacin
supplementation protected and not protected at the optimum level in 400 ppm day-1
which can reduce BHBA, increases milk production. This causes the negative energy
balance in lactating dairy cows can prevented. In others hand, in vitro studies of
niacin supplementation had no effect on digestibility, ammonia concentration, the
concentration of VFA (acetic, propionic, butyric), but can improve the concentration
of N-valerate because quality of ration not correspond standar. Niacin
supplementation effective if given appropriate quality standard ration.
Keywords:: dairy cow, meta-analysis, niacin
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
1
SUPLEMENTASI NIASIN YANG BERBEDA STRUKTUR KIMIA
TERHADAP PRODUKTIVITAS SAPI PERAH LAKTASI:
META-ANALISIS IN VIVO DAN KAJIAN IN VITRO
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
2
Penguji luar komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.ScAgr
3
Judul Tesis : Suplementasi Niasin Yang Berbeda Struktur Kimia Terhadap
Produktivitas Sapi Perah Laktasi: Meta-Analisis In Vivo Dan Kajian
In Vitro
Nama
: Rossy Endah Ayu Anggreini
NIM
: D251124041
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Erika B. Laconi, MS
Ketua
DrAnuraga Jayanegara, SPt MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Pakan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dwierra Evvyernie A, MS MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian:
Tanggal Lulus:
4
PRAKATA
Alhamdulillahirabbilallamin, puji syukur kehadirat Allah SWT atas
limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan studi yang berjudul suplementasi niasin yang berbeda
struktur kimia terhadap produktivitas sapi perah laktasi: meta-analisis in vivo
dan kajian meta analisis in vitro. Judul penelitian ini sudah diseminarkan
pada acara International Workshop on Tropical Bio-resources for
Sustainable Development di Bogor dan Asian-Australsian Animal
Production di Jogja. Tesis ini disusun berdasarkan penelitian yang Penulis
lakukan di Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Kebutuhan susu masyarakat Indonesia meningkat dari tahun ke tahun,
namun produksi susu dalam negeri masih belum memenuhi sehingga impor
susu dari luar negeri masih tinggi. Hal ini disebabkan kompleksnya
permasalahan sapi perah di Indonesia, yaitu jumlah populasi sapi perah yang
sedikit dan masalah penyakit ketosis pada sapi perah.Ketosis disebabkan
tingginya beta-hidroxybutyric acid (BHBA) yang merupakan hasil samping
mobilisasi lemak tubuh pada sapi perah. Mobilisasi lemak tubuh disebabkan
karena kurangnya energi yang tersedia dalam tubuh untuk memenuhi
kebutuhan hidup pokok dan produksi susu.
Niasin merupakan vitamin B3 yang mempunyai fungsi sebagai
prekursor nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan nicotinamide
adenine dinucleotide (NADP) yang dapat membentuk adenosin tri
phosphate (ATP) pada level optimimal 400 ppm hari-1, sehingga energi
untuk kebutuhan hidup pokok dan produksi susu cukup tersedia. Penelitian
di luar negeri tentang niasin sudah banyak dilakukan, namun belum ada
penelitian yang dapat menyimpulkan level dan jenis niasin yang optimum.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil optimum suplementasi
niasin, mengkaji efektivitas niasin terhadap keseimbangan energi,
menganalisis pengaruh niasin terproteksi terhadap peforma, produktivitas
sapi perah laktasi (metode meta-analisis).
Penulisan tesis ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar
magister sains pada Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan di Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.Penulis menyadari masih banyak
kekurangan dalam penulisan tesis ini, oleh karena itu penulis mengharapkan
kritik dan saran untuk perbaikan penulisan tesis ini, sehingga diharapkan
penjelasan dan informasi dalam tesis ini dapat bermanfaat bagi dunia
peternakan pada khususnya dan masyarakat luas pada umumnya.
Akhir kata penulis sampaikan terima kasih terhadap semua pihak
yang turut membantu dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini, semoga
Allah Yang Maha pengasih membalas semua kebaikan yang telah diberikan
kepada penulis.
Bogor, Desember 2015
Rossy Endah Ayu Anggreini
5
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan
3
METODE
3
Waktu dan Lokasi
3
Materi
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
8
8
Struktur Kimia Terhadap Konsumsi dan Kecernaan Nutrien
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
9
Struktur Kimia Terhadap Komposisi Plasma Darah
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
10
Terhadap Produksi dan Komposisi Susu
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
11
Struktur Kimia Terhadap Fermentasi Rumen
Pengaruh Suplementasi Niasin Terproteksi dan Tidak Terproteksi
12
Terhadap KCBK dan KCBO
Pengaruh Suplementasi Niasin Terproteksi dan Tidak Terproteksi
12
Terhadap Konsentrasi Amonia
Pengaruh Suplementasi Niasin Terproteksi Dan Tidak Terproteksi
13
Terhadap Proporsi VFA
SIMPULAN
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
24
6
DAFTAR TABEL
1
Kandungan nutrien ransum penelitian berdasarkan bahan kering
4
2
Table 2 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk struktur
8
kimia terhadap konsumsi dan kecernaan nutrien
3
Table 3 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk struktur
9
kimia terhadap komposisi plasma darah
4
Table 4 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk terhadap
10
produksi dan komposisi susu
5
Tabel 5 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk struktur 11
kimia terhadap fermentasi rumen
6
Tabel 6 Pengaruh suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi
12
terhadap KCBK dan KCBO
7
Tabel 7 Pengaruh suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi
13
terhadap konsentrasi amonia
8
Tabel 8 Pengaruh suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi
13
terhadap proporsi VFA
DAFTAR GAMBAR
1
Hubungan antara metabolisme lemak di jaringan tubuh, hati dan
1
kelenjar susu
2
Proses pembentukan NA dan NM
2
3
Struktur kimia niasin NA dan NM
2
4
Gas chromatografi (GC-14B, Simadzu DC 8A)
5
5
Cawan Conway
6
7
DAFTAR LAMPIRAN
1
Daftar Jurnal Meta-Analisis
17
2
Suplementasi niasin berbeda struktur kimia
18
3
Lampiran 3 Sidik Ragam Konsentrasi Amonia
20
4
Lampiran 4 Sidik Ragam Konsentrasi Asetat
21
5
Lampiran 5 Sidik Ragam Konsentrasi Propionat
21
6
Lampiran 6 Sidik Ragam Konsentrasi Isobutirat
21
7
Lampiran 7 Sidik Ragam Konsentrasi Butirat
22
8
Lampiran 8 Sidik Ragam Konsentrasi Isovalerat
22
9
Lampiran 9 Sidik Ragam Konsentrasi N-valerat
22
10
Lampiran 10 Sidik Ragam Kecernaan Bahan Kering (KCBK)
23
11
Lampiran 11 Sidik Ragam Kecernaan Bahan Organik (KCBO)
23
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada tahun 2012 konsumsi susu masyarakat Indonesia 11,09 liter kapita-1
tahun , namun pasokan susu dalam negeri hanya memenuhi 20 persen dari
kebutuhan total (Ditjenak 2012). Kebutuhan susu di Indonesia sebaiknya diikuti
dengan produktivitas susu yang memadai, namun sampai saat ini program
pemerintah tersebut belum terpenuhi secara optimal. Pengembangan sapi perah di
Indonesia banyak mengalami masalah, terutama adanya keseimbangan energi
negatif yang biasa terjadi pada dua minggu pasca melahirkan (awal laktasi). Hal
ini disebabkan karena produksi susu yang terlalu tinggi namun tidak diiringi
dengan produksi energi yang cukup. Sapi perah yang kekurangan energi akan
memobilisasi lemak dalam tubuhnya untuk digunakan sebagai energi, hal ini
menyebabkan tingkat beta-hidroxybutyricacid(BHBA) tinggisehingga dapat
mengakibatkan ketosis (Gambar 1).
-1
Gambar 1 Hubungan antara metabolisme lemak di jaringan tubuh, hati dan kelenjar susu
(Drackley 1999)
Niasin diproduksi oleh mikroorganisme rumen dalam jumlah mikro, tetapi
belum dapat mencukupi kebutuhan ternak, sehingga suplementasi niasin sangat
diperlukan. Kebutuhan niasin pada sapi perah yang digunakan untuk jaringan
tubuh sekitar 256 mg hari-1 dan kebutuhan untuk produksi susu sekitar 33 mg hari1
(Niehoff et al. 2009). Suplementasi niasin dapat mengatasi keseimbangan energi
negatif pada sapi perah, karena niasin dapat mempengaruhi fungsi rumen dengan
meningkatkan sintesis protein mikroba meyebabkan proporsi propionat meningkat
yang diikuti dengan meningkatnya volatile fatty acid (VFA) (McDonald
2002).Niasin yang dibantu dengan asam amino tryptopan merupakan komponen
esensial pembentuk nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan nicotinamide
adenine dinucleotide phosphate (NADP) (Gambar 2) yang kemudian dapat
meningkatkan proses pembentukan adenosin tri phosphate(ATP). Selain itu niasin
2
merupakan anti lipolisis, yaitu menghambat mobilisasi lemak dalam tubuh,
sehingga BHBA tidak terbentuk dan ketosis tidak terjadi.
Gambar 2 Proses pembentukan NA dan NM (Kirkland 2009)
Niasin pada pakan yang masuk ke dalam rumen dapat didegradasi oleh
mikroorganisme, hal ini menyebabkan jumlah niasin yang diserap tubuh sedikit.
Oleh karena itu strategi memproteksi niasin dari degradasi rumen diharapkan
dapat mem-by pass niasin agar diserap di dalam usus dan menuju target organ
untuk melakukan perannya. Pada umumnya terdapat beberapa bentuk proteksi
niasin, yaitu dengan ikatan kovalen menjadi kompleks karbohidrat yang disebut
niacytin; proteksi niasin yang diikat dengan peptida, disebut niacinogens, proteksi
niasin dengan lipid dan proteksi niasin dengan buffer agent.
Niasin merupakan vitamin B3 yang terdiri dari dua bentuk, yaitu asam
nikotinat atau nicotinic acid (NA) dan nicotinamide atau niacinamide (NAM)
(Gambar 2).Niasin merupakan bagian yang sangat penting untuk pembentukan
koenzim NAD dan NADP.
Gambar 3 Struktur kimia niasin NA dan NM (Gropper et al. 2009)
Penelitian menggunakan niasin telah banyak dilakukan di luar negeri,
sehingga menghasilkan data primer. Penelitian niasin tersebut memperlihatkan
banyak level konsentrasi dan bentuk suplementasi niasin yang berbeda, sehingga
menghasilkan data yang berbeda setiap penelitian. Meta-analisis merupakan suatu
metode yang dapat menemukan suatu kesimpulan dari beberapa data yang sudah
ada untuk mencapai hasil optimal (Sauvant et al. 2008). Pada penelitian in
3
vivodigunakan niasin 400 ppm atau 6 gr hari-1, hal ini sesuai dengan hasil metaanalisis. Sedangkan jenis suplementasi niasin yang digunakan adalah niasin
terproteksi lipid dan buffer agent, niasin tidak terproteksi dalam bentuk NA dan
NM yang didapatkan dari salah satu produsen penghasil niasin.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil optimum suplementasi
niasin, mengkaji efektivitas niasin terhadap keseimbangan energi, menganalisis
pengaruh niasin terproteksi terhadap peforma, produktivitas sapi perah laktasi
(metode meta-analisis).
Manfaat
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai informasi bagi
peternak sapi perah terhadap pentingnya suplementasi niasin, memberikan
informasi dosis optimal dan jenis niasin yang tepat untuk mencegah
keseimbangan energi negatif pada sapi perah laktasi dan meningkatkan produksi
susu nasional sehingga impor susu dapat berkurang
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan melalui dua tahap, tahap pertamain vivoadalah metaanalisis, dilakukan untuk mengetahui dosis suplementasi niaisn yang tepat untuk
penelitian in vitro. Setelah itu dilanjutkan penelitian in vitro yang dilakukan di
laboratorium Ilmu Nutrisi Ternak Perah, Departemen Ilmu Nutrisi dan
Pakan,Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Materi
Penelitian ini terdiri dari dua tahap, tahap yang pertama adalah penelitian
meta-analisis menggunakan 51 artikel dengan 30 perlakuan yang berkaitan dengan
suplementasi niasin terindeks scopus. Meta-analisis menggunakan jurnal terkait
dengan suplementasi niasin pada sapi perah laktasi yang dilakukan secara in
vivo.Penelitian meta-analisis menggunakan data yang berhubungan dengan tingkat
konsumsi pakan, kecernaan nutrien dan profil darah.Salah satu hasil meta-analisis
adalah mendapatkan dosis suplementasi yang optimal untuk penelitian in vitro,
yaitu sebesar 400 ppm atau 6 gr hari-1.
Penelitian selanjutnya adalah in vitro dengan menggunakan cairan rumen
fistula sapi perah Fresian Holstein (FH) yang didapatkan di Balai Penelitian
4
Ternak Ciawi, Bogor. Ransum penelitian yang digunakan 60% hijauan (rumput
gajah) dan 40% konsentrat yang disuplementasi dengan niasin yang berbentuk
(nicotinic acid) NA, (nicotinamide) NM, niasin terproteksi lipid dan niasin yang
terproteksi buffer agentyang didapatkan dari salah satu produsen penghasil niasin.
Tabel 1.Tabel komposisi 60% hijauan+40% berdasarkan bahan kering
Pakan
Abu
LK
PK
SK
BETN
TDN
-----------------------------------------------%--------------------------------Hijauan
8.19
1.59
8.99
25.40
55.83
54.32
Konsentrat
12.96
5.19
9.53
9.70
62.62
79.28
Keterangan:
1) Analisa proksimat Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati & Bioteknologi Bogor (2014)
2) Perhitungan TDN dengan rumus Hartadi (1980): TDN= 92.464-(3.338 x SK) – (6.945 x LK) –
(0.762 x Beta-N) + (1.115 x PK) + (0.031 x SK2) – (0.133 x LK2) + (0.036 x SK x Beta-N) +
(0.207 x LK x Beta-N) + (0.1 x LK xPK) – (0.022 x LK x PK)
Metode
Studi Meta-analisis In vivo
Kajian meta-analisis in vivo menggunakan publikasi artikel yang terkait
dengan suplementasi niasin pada sapi perah laktasi.Semua data mengenai
konsumsi pakan, kecernaan nutrien, produksi susu, komposisi susu, fermentasi
rumen dan profil darah dari artikel diseleksi menurut jenis pakan sapi perah,
struktur kimia niasin dan level niasin. Setelah itu data dikumpulkan dalam suatu
database.Peubah yang berbeda unit dikonversi menjadi unit yang seragam dengan
menggunakan informasi yang terdapat pada masing-masing artikel. Data yang
terkumpul dianalisis secara statistik menggunakan mixed model methodology,
dengan suplementasi niasin yang berbeda struktur kimia sebagai fixed effect
danparameter lain sebagai random effect menggunakan software SAS versi 9.1
(SAS Institute Inc 2008).
Studi In vitro
Penelitian ini menggunakan rumen sapi perahFresian Holstein (FH)
fistula. Cairan rumen diambil melalui lubang fistula sapi, kemudian diperas
menggunakan kain kasa. Termos yang akan dipakai untuk menyimpan rumen
sebelumnya sudah diisi air panas agar suhu termos mencapai 39⁰C, kemudian air
panas dalam termos dibuang dan rumen yang sudah diperas dimasukkan ke dalam
termos. Setelah itu termos harus segera ditutup rapat dan dialiri gas CO2 sebelum
digunakan.
Pembuatan larutan 6 liter larutan McDougal, sebanyak 5 liter aquades
dimasukkan ke dalam labu takar yang bervolume 6 liter kemudian dimasukkan
bahan kimia sebagai berikut: NaHCO3 (58,8 gram), Na2HPO4.7H2O (42 gram),
KCl (3,42 gram), NaCl (2,82 gram), MgSO4.7H2O (0,72 gram) dan CaCl2 (0,24
5
gram). Semua bahan tersebut dilarutkan kecuali CaCl2, setelah semua bahan larut
ditambahkan CaCl2 dan dialiri gas CO2 secara perlahan-lahan.
Tabung fermentor yang telah diisi dengan 500 mg sampel ransum, yang
telah ditambahkan suplementasi niasin (0 ppm, 400 ppm NA, 400 ppm NM, 400
ppm niasin terproteksi lipid, 400 ppm niasin terproteksibuffer agent). Sampel
perlakuan ditambahkan 10 ml cairan rumen dan 40 ml larutan McDougal. Tabung
fermentor dikocok dengan cara mengaliri gas CO2 selama 30 detik (pH 6.5-6.9)
dan ditutup dengan karet berventilasi. Tabung dimasukkan ke dalam shaker water
bath dengan suhu 39⁰C (Tilley dan Terry 1963) dilakuan fermentasi selama 4 jam
untuk sampel volatile fatty acid (VFA), ammonia (NH3), fermentasi 48 jam untuk
pengukuran kecernaan bahan kering (KCBK) dan kecernaan bahan organik
(KCBO). Setelah itu tutup karet berventilasi dibuka dan ditetesi 2 tetes HgCl2
untuk menghentikan fermentasi.
Analisis VFA Parsial (Gas Kromatografi)
Pengukuran volatile fatty acid (VFA) parsial dideteksi dengan
menggunakan gas kromatografi (GC-14B, Simadzu DC 8A) yang mempunyai
suhu kolom 150⁰C, dengan panjang kolom 1 m dan diameter 3 mm, sedangkan
suhu injector-detektor 240⁰C. Gas yang digunakan untuk mendorong sampel
adalah gas nitrogen dengan tekanan 12 kg/cm2.
Gambar 4 Gas kromatografi (GC-14B, Simadzu DC 8A)
Sampel yang disuntikkan sebanyak 0,5 ml dengan menggunakan syringe
kedalam injector. Data ditampilkan dalam bentuk kromatogram. Garis kurva yang
terbentuk diukur minimal 1,565 menit untuk C2 (asetat); 2,24 menit untuk C3
(propionat); 2,832 untuk IC4 (iso-butirat); 3,24 menit untuk nC4 (butirat); IC5 (isovalerat); 5,855 untuk NC5 (valerat). Rumus yang digunakan dalam perhitungan
VFA parsial adalah:
mM= Area Contoh x 10 mM
Area Standar
6
Analisis Konsentrasi Amonia Berdasarkan Metode Difusi Mikro Conway
(Conway 1957)
Analisis amonia menggunakan metode difusi mikro Conway. Bibir pada
bagian tutup dan bawah cawan Conway diolesi dengan vaselin, supernatan
sebanyak 1,0 ml ditempatkan pada salah satu ujung alur cawan Conway. Larutan
Na2CO3 jenuh sebanyak 1,0 ml ditempatkan pada ujung cawan Conway yang
bersebelahan dengan supernatan. Larutan asam borat berindikator merah metil dan
hijau kresol bromo sebanyak 1,0 ml dipipet dan dimasukkan ke dalam bagian
cawan kecil yang terletak di tengah cawan Conway. Cawan Conway lalu ditutup
rapat hingga kedap udara. Larutan Na2CO3 dicampur dengan supernatan hingga
merata dengan cara menggoyang–goyangkan dan memiringkan cawan tersebut.
Gambar 5 Cawan Conway
Setelah 24 jam dalam suhu kamar, cawan Conway dibuka, asam borat
berindikator dititrasi dengan larutan H2SO4 0,005 N sampai terjadi perubahan
warna dari biru menjadi merah jambu. Konsentrasi amonia dihitung berdasarkan
rumus berikut : (volume H2SO4 x 0,005 N H2SO4 x 1000/1)/(Berat pakan x % BK
pakan).
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik (Tilley dan Terry 1963)
Sebanyak 2.8 gram pepsin dilarutkan dalam 850 ml aquadest, kemudian
ditambahkan 17.8 ml HCl pekat dan campuran dimasukkan ke dalam labu takar.
Air ditambahkan hingga permukaan mencapai tanda tera 1000 ml. Setelah itu,
sampel dalam tabung fermentor yang sudah diinkubasi selama 48 jam dan ditetesi
HgCl2, kemudian disentrifuge dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit.
Supernatan dan endapan dipisahkan, kemudian endapan yang terbentuk
ditambah 50 ml larutan pepsin-HCl. Campuran tersebut diinkubasi selama 48 jam
tanpa tutup karet. Setelah 48 jam campuran endapan-pepsin disaring dengan
menggunakan kertas saring Whatman No.41 dengan bantuan pompa vakum. Hasil
saringan merupakan residu yang digunakan untuk mengukur KCBK dan KCBO.
Residu kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui
bobotnya dan dikeringkan dalam oven 105ºC selama 24 jam untuk mengetahui
BK. Sampel yang telah diketahui bobotnya kemudian diabukan dalam tanur 600ºC
selama 6 jam. Prosedur ini dilakukan untuk menentukan kadar abu dan BO residu.
Nilai KCBK dapat dihitung dengan rumus :[(BK sampel awal - (BK residu - BK
7
blanko))/BK sampel] x 100%. Rumus yang sama digunakan untuk menghitung
KCBO, dengan cara mengganti BK dengan BO.
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Rancangan Percobaan yang digunakan untuk perlakuan in vitro adalah
rancangan acak kelompok (RAK) yang terdiri dari lima perlakuan dengan tiga
kelompok. Parameter yang diukur adalah konsentrasi VFA total, konsentrasi NH3
pada akhir inkubasi in vitro (4 jam), KCBK, KCBO ransum perlakuan. Beberapa
perlakuan meliputi: kontrol (K): Ransum sapi perah tanpa suplementasi niasin,
Nicotinic acid (NA) 400: K + 400 ppm NA, Nicotinamide (NM) 400 : K + 400
ppm NM, Niasin terproteksi lipid (NTL) 400 : K + 400 ppm NTL , Niasin
terproteksi buffer agent (NTBA) 400 : K + 400 ppm NTBA. Model matematika
yang digunakan adalah:
Yijk = μ + τi + βj + εijk
keterangan:
Yijk
= Efek pemberian niasin ke-i dan kelompok ke-j
μ
= Rataan umum
τi
= Efek pemberian perbedaan struktur kimia suplementasi niasin ke-i
βj
= Efek kelompok ke-j
εijk
= Galat pemberian bentuk niasin ke-i dan kelompok ke-j
Data pada pengamatan VFA, Ammonia, KCBK dan KCBO dianalisis
menggunakan sidik ragam (ANOVA) untuk mengetahui pengaruh percobaan
terhadap peubah yang diamati, dan uji ortogonal kontras untuk melihat perbedaan
antar perlakuan (Steel dan Torrie 1991).
Studi meta-analisis mengunakan pendekatan meta-analisis menurut
Sauvant et al. (2008) dengan menggunakan prosedur mixed model SAS versi 9.1
(SAS Institute Inc 2008). Prosedur mixed model digunakan untuk menggabungkan
metode fixed effect dan random effect. Suplementasi niasin yang berbeda struktur
kimia digunakan sebagai fixed effect dan perbedaan antar studi atau eksperimen
dijadikan sebagai random effect. Peubah yang diamati pada beberapa artikel
adalah konsumsi pakan, kecernaan nutrien, fermentasi rumen, profil plasma darah
dan produksi susu. Model matematika yang digunakan dalam metode metaanalisis ini adalah:
Yij = µ + si + τj + sτij + eij
keterangan:
Yij
μ
si
τj
sτij
eij
= Variabel terikat
= Rataan umum
= Pengaruh acak penelitian ke-i
= Pengaruh tetap tingkat penelitian ke-j
= Interaksi acak antara studi ke-i dan tingkat ke-j pada faktor ke-τ
= Error penelitian secara keseluruhan
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda Struktur
Kimia Terhadap Konsumsi dan Kecernaan Nutrien
Tidak ada perbedaan suplementasi niasin bentuk NA dan NM terhadap
kontrol pada konsumsi bahan kering (BK), KCBK, KCBO dan kecernaan protein
kasar (PK) (Tabel 2).
Suplementasi niasin NM dapat meningkatkan kecernaan NDF dan
kecernaan ADF dibanding kontrol (P
TERHADAP PRODUKTIVITAS SAPI PERAH LAKTASI:
META-ANALISIS IN VIVO DAN KAJIAN IN VITRO
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Suplementasi Niasin yang
Berbeda Struktur Kimia Terhadap Produktivitas Sapi Perah Laktasi: MetaAnalisis In Vivo dan dan Kajian In Vitro adalah benar karya saya dengan arahan
dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2015
Rossy Endah Ayu Anggreini
NIM D251124041
RINGKASAN
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI. Suplementasi Niasin yang Berbeda
Struktur Kimia Terhadap Produktivitas Sapi Perah Laktasi: Meta-Analisis In Vivo
dan Kajian In Vitro. Dibimbing oleh ERIKA B. LACONI dan ANURAGA
JAYANEGARA.
Suplementasi niasin dapat menghambat keseimbangan energi negatif pada
sapi perah, karena niasin dapat meningkatkan sintesis protein mikroba, koenzim
pembentuk adenosine tri phosphate (ATP) dan anti-lipolysis yang dapat
menghambat ketosis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil optimum
suplementasi niasin, mengkaji efektivitas niasin terhadap keseimbangan energi,
menganalisis pengaruh niasin terproteksi terhadap peforma, produktivitas sapi
perah laktasi (metode meta-analisis).
Pada penelitian ini terdiri dari dua tahap, tahap yang pertama adalah studi
meta-analisis dan tahap kedua adalah penelitian in vitro. Meta-analisis
menggunakan 51 artikel dengan 30 perlakuan yang berkaitan dengan suplementasi
niasin yang terindeks scopus. Penelitian meta-analisis menggunakan data yang
berhubungan dengan tingkat konsumsi pakan, kecernaan nutrien dan profil darah
yang dilakukan secara in vivo. Data meta-analisis yang diperoleh dianalisis
menggunakan SAS 9.1 dan menghasilkan level optimum suplementasi niasin
sebesar 400 ppm.
Penelitian in vitro menggunakan cairan rumen fistula sapi perah Fresian
Holstein (FH) yang didapatkan di Balai Penelitian Ternak Ciawi, Bogor. Ransum
penelitian yang digunakan 60% hijauan (rumput gajah) dan 40% konsentrat yang
disuplementasi dengan niasin sebanyak 400 ppm. Niasin yang digunakan ada dua,
yaitu niasin tidak terproteksi yang berbentuk (nicotinic acid) NA, (nicotinamide)
NM, niasin terproteksi lipid dan niasin yang terproteksi buffer agent. Semua
sampel niaisn yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari salah satu
produsen niasin. Data in vitro dianalisis menggunakan sidik ragam (ANOVA)
untuk mengetahui pengaruh percobaan terhadap peubah yang diamati, dan uji
ortogonal kontras untuk melihat perbedaan antar perlakuan.
Hasil meta-analisis menunjukkan pengaruh suplementasi niasin yang
berbeda struktur kimia dapat meningkatkan kecernaan acid detergent fiber (ADF)
dan kecernaan neutral detergent fiber (NDF), menurunkan produksi betahidroxybutiric acid (BHBA) dan meningkatkan produksi susu. Hasil penelitian in
vitro suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi tidak dapat
mempengaruhi kecernaan bahan kering (KCBK),kecernaan bahan organik
(KCBO), konsentrasi amonia, konsentrasi volatile fatty acid (VFA) (asetat,
propionat, butirat). Penelitian in vitro memiliki kecenderungan dapat
meningkatkan konsentrasi propionat dan meningkatkan secara signifikan
konsentrasi N-valerat.
Kesimpulan dari penelitian meta-analisis adalah level suplementasi niasin
terproteksi dan tidak terproteksi optimum pada level 400 ppm hari-1 yang dapat
menurunkan BHBA, meningkatkan produksi susu. Hal ini yang menyebabkan
keseimbangan energy negative pada sapi perah laktasi dapat dihambat. Sedangkan
pada penelitian in vitro suplementasi niasin tidak berpengaruh pada kecernaan,
konsentrasi amonia, konsentrasi VFA (asetat, propionat, butirat), tetapi dapat
meningkatkan konsentrasi N-valerat karena kualitas ransum yang tidak sesuai
standar.Pemberian suplementasi niasin efektif apabila kualitas ransum memenuhi
standar kebutuhan sapi perah laktasi.
Kata kunci: sapi perah, meta-analysis, niasin
SUMMARY
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI. Influence of Different Supplemental
Niacin Forms on Productivity of Lactating Dairy Cows: In VivoMeta-Analysis
Study and In Vitro. Supervised by ERIKA B. LACONI dan ANURAGA
JAYANEGARA.
Niacin supplementation can inhibit the negative energy balance in dairy cows
because niacin can increase microbial protein synthesis, forming an essential
component of adenosine tri phosphate (ATP) and anti-lipolysis which can prevent
ketosis. The present study was aimed to determine the optimum supplementation
niacin, examines the effectiveness of niacin for energy balance, analyzing the effect
of niacin protected against performance, productivity of lactating dairy cows
(methods of meta-analysis).
In this study consisted of two phases, the first phase is a study of metaanalysis and the second phase is the in vitro study. Meta-analysis using 51 articles
with 30 treatment associated with supplementation of niacin which detected with
scopus index. A meta-analysis using data related to the level of feed intake, nutrient
digestibility and blood profiles were performed in vivo. Meta-analysis of data
obtained were analyzed using SAS 9.1 and supplementation niacin in in vitro
optimum at 400 ppm (resulted by meta-analysis).
The in vitro study used rumen fluid from a fistulated Holstein Fresian cow
obtained from Indonesian Animal Research Center, Ciawi, Bogor. The basal ration
was consisted of 60% forage (grass) and 40% concentrate supplemented with niacin
400 ppm in the different chemical form of nicotinic acid (NA), niacinamide (NM),
niacin protected with lipid and niacin protected with buffer agent. All samples niacin
used in this study was obtained from one of the manufacturers of niacin. In vitro data
analyzed using analysis of variance (ANOVA) and orthogonal contrast test to see the
differences among treatments.
The results of the meta-analysis showed the effect of niacin supplementation
in different chemical structure can improve the digestibility of acid detergent fiber
(ADF) and neutral detergent fiber digestibility (NDF), decrease the production of
beta-hidroxybutyric acid (BHBA) and increase milk production. The results of in
vitro study of niacin supplementation protected and not protected can not affect dry
matter digestibility (DMD), organic matter digestibility (OMD), ammonia
concentration, concentration of volatile fatty acids (VFA) (acetate, propionate,
butyrate). In vitro study has a tendency may increase propionate concentrations and
significantly increase the concentration of N-valerate.
The conclusion of the study meta-analysis is the level of niacin
supplementation protected and not protected at the optimum level in 400 ppm day-1
which can reduce BHBA, increases milk production. This causes the negative energy
balance in lactating dairy cows can prevented. In others hand, in vitro studies of
niacin supplementation had no effect on digestibility, ammonia concentration, the
concentration of VFA (acetic, propionic, butyric), but can improve the concentration
of N-valerate because quality of ration not correspond standar. Niacin
supplementation effective if given appropriate quality standard ration.
Keywords:: dairy cow, meta-analysis, niacin
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
1
SUPLEMENTASI NIASIN YANG BERBEDA STRUKTUR KIMIA
TERHADAP PRODUKTIVITAS SAPI PERAH LAKTASI:
META-ANALISIS IN VIVO DAN KAJIAN IN VITRO
ROSSY ENDAH AYU ANGGREINI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
2
Penguji luar komisi pada Ujian Tesis: Dr. Ir. Idat Galih Permana, M.ScAgr
3
Judul Tesis : Suplementasi Niasin Yang Berbeda Struktur Kimia Terhadap
Produktivitas Sapi Perah Laktasi: Meta-Analisis In Vivo Dan Kajian
In Vitro
Nama
: Rossy Endah Ayu Anggreini
NIM
: D251124041
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Erika B. Laconi, MS
Ketua
DrAnuraga Jayanegara, SPt MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Nutrisi dan Pakan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dwierra Evvyernie A, MS MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian:
Tanggal Lulus:
4
PRAKATA
Alhamdulillahirabbilallamin, puji syukur kehadirat Allah SWT atas
limpahan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan studi yang berjudul suplementasi niasin yang berbeda
struktur kimia terhadap produktivitas sapi perah laktasi: meta-analisis in vivo
dan kajian meta analisis in vitro. Judul penelitian ini sudah diseminarkan
pada acara International Workshop on Tropical Bio-resources for
Sustainable Development di Bogor dan Asian-Australsian Animal
Production di Jogja. Tesis ini disusun berdasarkan penelitian yang Penulis
lakukan di Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan, Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Kebutuhan susu masyarakat Indonesia meningkat dari tahun ke tahun,
namun produksi susu dalam negeri masih belum memenuhi sehingga impor
susu dari luar negeri masih tinggi. Hal ini disebabkan kompleksnya
permasalahan sapi perah di Indonesia, yaitu jumlah populasi sapi perah yang
sedikit dan masalah penyakit ketosis pada sapi perah.Ketosis disebabkan
tingginya beta-hidroxybutyric acid (BHBA) yang merupakan hasil samping
mobilisasi lemak tubuh pada sapi perah. Mobilisasi lemak tubuh disebabkan
karena kurangnya energi yang tersedia dalam tubuh untuk memenuhi
kebutuhan hidup pokok dan produksi susu.
Niasin merupakan vitamin B3 yang mempunyai fungsi sebagai
prekursor nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan nicotinamide
adenine dinucleotide (NADP) yang dapat membentuk adenosin tri
phosphate (ATP) pada level optimimal 400 ppm hari-1, sehingga energi
untuk kebutuhan hidup pokok dan produksi susu cukup tersedia. Penelitian
di luar negeri tentang niasin sudah banyak dilakukan, namun belum ada
penelitian yang dapat menyimpulkan level dan jenis niasin yang optimum.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil optimum suplementasi
niasin, mengkaji efektivitas niasin terhadap keseimbangan energi,
menganalisis pengaruh niasin terproteksi terhadap peforma, produktivitas
sapi perah laktasi (metode meta-analisis).
Penulisan tesis ini disusun sebagai syarat untuk memperoleh gelar
magister sains pada Program Studi Ilmu Nutrisi dan Pakan di Fakultas
Peternakan, Institut Pertanian Bogor.Penulis menyadari masih banyak
kekurangan dalam penulisan tesis ini, oleh karena itu penulis mengharapkan
kritik dan saran untuk perbaikan penulisan tesis ini, sehingga diharapkan
penjelasan dan informasi dalam tesis ini dapat bermanfaat bagi dunia
peternakan pada khususnya dan masyarakat luas pada umumnya.
Akhir kata penulis sampaikan terima kasih terhadap semua pihak
yang turut membantu dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini, semoga
Allah Yang Maha pengasih membalas semua kebaikan yang telah diberikan
kepada penulis.
Bogor, Desember 2015
Rossy Endah Ayu Anggreini
5
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan
3
METODE
3
Waktu dan Lokasi
3
Materi
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
8
8
Struktur Kimia Terhadap Konsumsi dan Kecernaan Nutrien
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
9
Struktur Kimia Terhadap Komposisi Plasma Darah
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
10
Terhadap Produksi dan Komposisi Susu
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda
11
Struktur Kimia Terhadap Fermentasi Rumen
Pengaruh Suplementasi Niasin Terproteksi dan Tidak Terproteksi
12
Terhadap KCBK dan KCBO
Pengaruh Suplementasi Niasin Terproteksi dan Tidak Terproteksi
12
Terhadap Konsentrasi Amonia
Pengaruh Suplementasi Niasin Terproteksi Dan Tidak Terproteksi
13
Terhadap Proporsi VFA
SIMPULAN
14
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
24
6
DAFTAR TABEL
1
Kandungan nutrien ransum penelitian berdasarkan bahan kering
4
2
Table 2 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk struktur
8
kimia terhadap konsumsi dan kecernaan nutrien
3
Table 3 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk struktur
9
kimia terhadap komposisi plasma darah
4
Table 4 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk terhadap
10
produksi dan komposisi susu
5
Tabel 5 Pengaruh suplementasi niasin yang berbeda bentuk struktur 11
kimia terhadap fermentasi rumen
6
Tabel 6 Pengaruh suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi
12
terhadap KCBK dan KCBO
7
Tabel 7 Pengaruh suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi
13
terhadap konsentrasi amonia
8
Tabel 8 Pengaruh suplementasi niasin terproteksi dan tidak terproteksi
13
terhadap proporsi VFA
DAFTAR GAMBAR
1
Hubungan antara metabolisme lemak di jaringan tubuh, hati dan
1
kelenjar susu
2
Proses pembentukan NA dan NM
2
3
Struktur kimia niasin NA dan NM
2
4
Gas chromatografi (GC-14B, Simadzu DC 8A)
5
5
Cawan Conway
6
7
DAFTAR LAMPIRAN
1
Daftar Jurnal Meta-Analisis
17
2
Suplementasi niasin berbeda struktur kimia
18
3
Lampiran 3 Sidik Ragam Konsentrasi Amonia
20
4
Lampiran 4 Sidik Ragam Konsentrasi Asetat
21
5
Lampiran 5 Sidik Ragam Konsentrasi Propionat
21
6
Lampiran 6 Sidik Ragam Konsentrasi Isobutirat
21
7
Lampiran 7 Sidik Ragam Konsentrasi Butirat
22
8
Lampiran 8 Sidik Ragam Konsentrasi Isovalerat
22
9
Lampiran 9 Sidik Ragam Konsentrasi N-valerat
22
10
Lampiran 10 Sidik Ragam Kecernaan Bahan Kering (KCBK)
23
11
Lampiran 11 Sidik Ragam Kecernaan Bahan Organik (KCBO)
23
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pada tahun 2012 konsumsi susu masyarakat Indonesia 11,09 liter kapita-1
tahun , namun pasokan susu dalam negeri hanya memenuhi 20 persen dari
kebutuhan total (Ditjenak 2012). Kebutuhan susu di Indonesia sebaiknya diikuti
dengan produktivitas susu yang memadai, namun sampai saat ini program
pemerintah tersebut belum terpenuhi secara optimal. Pengembangan sapi perah di
Indonesia banyak mengalami masalah, terutama adanya keseimbangan energi
negatif yang biasa terjadi pada dua minggu pasca melahirkan (awal laktasi). Hal
ini disebabkan karena produksi susu yang terlalu tinggi namun tidak diiringi
dengan produksi energi yang cukup. Sapi perah yang kekurangan energi akan
memobilisasi lemak dalam tubuhnya untuk digunakan sebagai energi, hal ini
menyebabkan tingkat beta-hidroxybutyricacid(BHBA) tinggisehingga dapat
mengakibatkan ketosis (Gambar 1).
-1
Gambar 1 Hubungan antara metabolisme lemak di jaringan tubuh, hati dan kelenjar susu
(Drackley 1999)
Niasin diproduksi oleh mikroorganisme rumen dalam jumlah mikro, tetapi
belum dapat mencukupi kebutuhan ternak, sehingga suplementasi niasin sangat
diperlukan. Kebutuhan niasin pada sapi perah yang digunakan untuk jaringan
tubuh sekitar 256 mg hari-1 dan kebutuhan untuk produksi susu sekitar 33 mg hari1
(Niehoff et al. 2009). Suplementasi niasin dapat mengatasi keseimbangan energi
negatif pada sapi perah, karena niasin dapat mempengaruhi fungsi rumen dengan
meningkatkan sintesis protein mikroba meyebabkan proporsi propionat meningkat
yang diikuti dengan meningkatnya volatile fatty acid (VFA) (McDonald
2002).Niasin yang dibantu dengan asam amino tryptopan merupakan komponen
esensial pembentuk nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan nicotinamide
adenine dinucleotide phosphate (NADP) (Gambar 2) yang kemudian dapat
meningkatkan proses pembentukan adenosin tri phosphate(ATP). Selain itu niasin
2
merupakan anti lipolisis, yaitu menghambat mobilisasi lemak dalam tubuh,
sehingga BHBA tidak terbentuk dan ketosis tidak terjadi.
Gambar 2 Proses pembentukan NA dan NM (Kirkland 2009)
Niasin pada pakan yang masuk ke dalam rumen dapat didegradasi oleh
mikroorganisme, hal ini menyebabkan jumlah niasin yang diserap tubuh sedikit.
Oleh karena itu strategi memproteksi niasin dari degradasi rumen diharapkan
dapat mem-by pass niasin agar diserap di dalam usus dan menuju target organ
untuk melakukan perannya. Pada umumnya terdapat beberapa bentuk proteksi
niasin, yaitu dengan ikatan kovalen menjadi kompleks karbohidrat yang disebut
niacytin; proteksi niasin yang diikat dengan peptida, disebut niacinogens, proteksi
niasin dengan lipid dan proteksi niasin dengan buffer agent.
Niasin merupakan vitamin B3 yang terdiri dari dua bentuk, yaitu asam
nikotinat atau nicotinic acid (NA) dan nicotinamide atau niacinamide (NAM)
(Gambar 2).Niasin merupakan bagian yang sangat penting untuk pembentukan
koenzim NAD dan NADP.
Gambar 3 Struktur kimia niasin NA dan NM (Gropper et al. 2009)
Penelitian menggunakan niasin telah banyak dilakukan di luar negeri,
sehingga menghasilkan data primer. Penelitian niasin tersebut memperlihatkan
banyak level konsentrasi dan bentuk suplementasi niasin yang berbeda, sehingga
menghasilkan data yang berbeda setiap penelitian. Meta-analisis merupakan suatu
metode yang dapat menemukan suatu kesimpulan dari beberapa data yang sudah
ada untuk mencapai hasil optimal (Sauvant et al. 2008). Pada penelitian in
3
vivodigunakan niasin 400 ppm atau 6 gr hari-1, hal ini sesuai dengan hasil metaanalisis. Sedangkan jenis suplementasi niasin yang digunakan adalah niasin
terproteksi lipid dan buffer agent, niasin tidak terproteksi dalam bentuk NA dan
NM yang didapatkan dari salah satu produsen penghasil niasin.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil optimum suplementasi
niasin, mengkaji efektivitas niasin terhadap keseimbangan energi, menganalisis
pengaruh niasin terproteksi terhadap peforma, produktivitas sapi perah laktasi
(metode meta-analisis).
Manfaat
Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai informasi bagi
peternak sapi perah terhadap pentingnya suplementasi niasin, memberikan
informasi dosis optimal dan jenis niasin yang tepat untuk mencegah
keseimbangan energi negatif pada sapi perah laktasi dan meningkatkan produksi
susu nasional sehingga impor susu dapat berkurang
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan melalui dua tahap, tahap pertamain vivoadalah metaanalisis, dilakukan untuk mengetahui dosis suplementasi niaisn yang tepat untuk
penelitian in vitro. Setelah itu dilanjutkan penelitian in vitro yang dilakukan di
laboratorium Ilmu Nutrisi Ternak Perah, Departemen Ilmu Nutrisi dan
Pakan,Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Materi
Penelitian ini terdiri dari dua tahap, tahap yang pertama adalah penelitian
meta-analisis menggunakan 51 artikel dengan 30 perlakuan yang berkaitan dengan
suplementasi niasin terindeks scopus. Meta-analisis menggunakan jurnal terkait
dengan suplementasi niasin pada sapi perah laktasi yang dilakukan secara in
vivo.Penelitian meta-analisis menggunakan data yang berhubungan dengan tingkat
konsumsi pakan, kecernaan nutrien dan profil darah.Salah satu hasil meta-analisis
adalah mendapatkan dosis suplementasi yang optimal untuk penelitian in vitro,
yaitu sebesar 400 ppm atau 6 gr hari-1.
Penelitian selanjutnya adalah in vitro dengan menggunakan cairan rumen
fistula sapi perah Fresian Holstein (FH) yang didapatkan di Balai Penelitian
4
Ternak Ciawi, Bogor. Ransum penelitian yang digunakan 60% hijauan (rumput
gajah) dan 40% konsentrat yang disuplementasi dengan niasin yang berbentuk
(nicotinic acid) NA, (nicotinamide) NM, niasin terproteksi lipid dan niasin yang
terproteksi buffer agentyang didapatkan dari salah satu produsen penghasil niasin.
Tabel 1.Tabel komposisi 60% hijauan+40% berdasarkan bahan kering
Pakan
Abu
LK
PK
SK
BETN
TDN
-----------------------------------------------%--------------------------------Hijauan
8.19
1.59
8.99
25.40
55.83
54.32
Konsentrat
12.96
5.19
9.53
9.70
62.62
79.28
Keterangan:
1) Analisa proksimat Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati & Bioteknologi Bogor (2014)
2) Perhitungan TDN dengan rumus Hartadi (1980): TDN= 92.464-(3.338 x SK) – (6.945 x LK) –
(0.762 x Beta-N) + (1.115 x PK) + (0.031 x SK2) – (0.133 x LK2) + (0.036 x SK x Beta-N) +
(0.207 x LK x Beta-N) + (0.1 x LK xPK) – (0.022 x LK x PK)
Metode
Studi Meta-analisis In vivo
Kajian meta-analisis in vivo menggunakan publikasi artikel yang terkait
dengan suplementasi niasin pada sapi perah laktasi.Semua data mengenai
konsumsi pakan, kecernaan nutrien, produksi susu, komposisi susu, fermentasi
rumen dan profil darah dari artikel diseleksi menurut jenis pakan sapi perah,
struktur kimia niasin dan level niasin. Setelah itu data dikumpulkan dalam suatu
database.Peubah yang berbeda unit dikonversi menjadi unit yang seragam dengan
menggunakan informasi yang terdapat pada masing-masing artikel. Data yang
terkumpul dianalisis secara statistik menggunakan mixed model methodology,
dengan suplementasi niasin yang berbeda struktur kimia sebagai fixed effect
danparameter lain sebagai random effect menggunakan software SAS versi 9.1
(SAS Institute Inc 2008).
Studi In vitro
Penelitian ini menggunakan rumen sapi perahFresian Holstein (FH)
fistula. Cairan rumen diambil melalui lubang fistula sapi, kemudian diperas
menggunakan kain kasa. Termos yang akan dipakai untuk menyimpan rumen
sebelumnya sudah diisi air panas agar suhu termos mencapai 39⁰C, kemudian air
panas dalam termos dibuang dan rumen yang sudah diperas dimasukkan ke dalam
termos. Setelah itu termos harus segera ditutup rapat dan dialiri gas CO2 sebelum
digunakan.
Pembuatan larutan 6 liter larutan McDougal, sebanyak 5 liter aquades
dimasukkan ke dalam labu takar yang bervolume 6 liter kemudian dimasukkan
bahan kimia sebagai berikut: NaHCO3 (58,8 gram), Na2HPO4.7H2O (42 gram),
KCl (3,42 gram), NaCl (2,82 gram), MgSO4.7H2O (0,72 gram) dan CaCl2 (0,24
5
gram). Semua bahan tersebut dilarutkan kecuali CaCl2, setelah semua bahan larut
ditambahkan CaCl2 dan dialiri gas CO2 secara perlahan-lahan.
Tabung fermentor yang telah diisi dengan 500 mg sampel ransum, yang
telah ditambahkan suplementasi niasin (0 ppm, 400 ppm NA, 400 ppm NM, 400
ppm niasin terproteksi lipid, 400 ppm niasin terproteksibuffer agent). Sampel
perlakuan ditambahkan 10 ml cairan rumen dan 40 ml larutan McDougal. Tabung
fermentor dikocok dengan cara mengaliri gas CO2 selama 30 detik (pH 6.5-6.9)
dan ditutup dengan karet berventilasi. Tabung dimasukkan ke dalam shaker water
bath dengan suhu 39⁰C (Tilley dan Terry 1963) dilakuan fermentasi selama 4 jam
untuk sampel volatile fatty acid (VFA), ammonia (NH3), fermentasi 48 jam untuk
pengukuran kecernaan bahan kering (KCBK) dan kecernaan bahan organik
(KCBO). Setelah itu tutup karet berventilasi dibuka dan ditetesi 2 tetes HgCl2
untuk menghentikan fermentasi.
Analisis VFA Parsial (Gas Kromatografi)
Pengukuran volatile fatty acid (VFA) parsial dideteksi dengan
menggunakan gas kromatografi (GC-14B, Simadzu DC 8A) yang mempunyai
suhu kolom 150⁰C, dengan panjang kolom 1 m dan diameter 3 mm, sedangkan
suhu injector-detektor 240⁰C. Gas yang digunakan untuk mendorong sampel
adalah gas nitrogen dengan tekanan 12 kg/cm2.
Gambar 4 Gas kromatografi (GC-14B, Simadzu DC 8A)
Sampel yang disuntikkan sebanyak 0,5 ml dengan menggunakan syringe
kedalam injector. Data ditampilkan dalam bentuk kromatogram. Garis kurva yang
terbentuk diukur minimal 1,565 menit untuk C2 (asetat); 2,24 menit untuk C3
(propionat); 2,832 untuk IC4 (iso-butirat); 3,24 menit untuk nC4 (butirat); IC5 (isovalerat); 5,855 untuk NC5 (valerat). Rumus yang digunakan dalam perhitungan
VFA parsial adalah:
mM= Area Contoh x 10 mM
Area Standar
6
Analisis Konsentrasi Amonia Berdasarkan Metode Difusi Mikro Conway
(Conway 1957)
Analisis amonia menggunakan metode difusi mikro Conway. Bibir pada
bagian tutup dan bawah cawan Conway diolesi dengan vaselin, supernatan
sebanyak 1,0 ml ditempatkan pada salah satu ujung alur cawan Conway. Larutan
Na2CO3 jenuh sebanyak 1,0 ml ditempatkan pada ujung cawan Conway yang
bersebelahan dengan supernatan. Larutan asam borat berindikator merah metil dan
hijau kresol bromo sebanyak 1,0 ml dipipet dan dimasukkan ke dalam bagian
cawan kecil yang terletak di tengah cawan Conway. Cawan Conway lalu ditutup
rapat hingga kedap udara. Larutan Na2CO3 dicampur dengan supernatan hingga
merata dengan cara menggoyang–goyangkan dan memiringkan cawan tersebut.
Gambar 5 Cawan Conway
Setelah 24 jam dalam suhu kamar, cawan Conway dibuka, asam borat
berindikator dititrasi dengan larutan H2SO4 0,005 N sampai terjadi perubahan
warna dari biru menjadi merah jambu. Konsentrasi amonia dihitung berdasarkan
rumus berikut : (volume H2SO4 x 0,005 N H2SO4 x 1000/1)/(Berat pakan x % BK
pakan).
Kecernaan Bahan Kering dan Bahan Organik (Tilley dan Terry 1963)
Sebanyak 2.8 gram pepsin dilarutkan dalam 850 ml aquadest, kemudian
ditambahkan 17.8 ml HCl pekat dan campuran dimasukkan ke dalam labu takar.
Air ditambahkan hingga permukaan mencapai tanda tera 1000 ml. Setelah itu,
sampel dalam tabung fermentor yang sudah diinkubasi selama 48 jam dan ditetesi
HgCl2, kemudian disentrifuge dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit.
Supernatan dan endapan dipisahkan, kemudian endapan yang terbentuk
ditambah 50 ml larutan pepsin-HCl. Campuran tersebut diinkubasi selama 48 jam
tanpa tutup karet. Setelah 48 jam campuran endapan-pepsin disaring dengan
menggunakan kertas saring Whatman No.41 dengan bantuan pompa vakum. Hasil
saringan merupakan residu yang digunakan untuk mengukur KCBK dan KCBO.
Residu kemudian dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui
bobotnya dan dikeringkan dalam oven 105ºC selama 24 jam untuk mengetahui
BK. Sampel yang telah diketahui bobotnya kemudian diabukan dalam tanur 600ºC
selama 6 jam. Prosedur ini dilakukan untuk menentukan kadar abu dan BO residu.
Nilai KCBK dapat dihitung dengan rumus :[(BK sampel awal - (BK residu - BK
7
blanko))/BK sampel] x 100%. Rumus yang sama digunakan untuk menghitung
KCBO, dengan cara mengganti BK dengan BO.
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Rancangan Percobaan yang digunakan untuk perlakuan in vitro adalah
rancangan acak kelompok (RAK) yang terdiri dari lima perlakuan dengan tiga
kelompok. Parameter yang diukur adalah konsentrasi VFA total, konsentrasi NH3
pada akhir inkubasi in vitro (4 jam), KCBK, KCBO ransum perlakuan. Beberapa
perlakuan meliputi: kontrol (K): Ransum sapi perah tanpa suplementasi niasin,
Nicotinic acid (NA) 400: K + 400 ppm NA, Nicotinamide (NM) 400 : K + 400
ppm NM, Niasin terproteksi lipid (NTL) 400 : K + 400 ppm NTL , Niasin
terproteksi buffer agent (NTBA) 400 : K + 400 ppm NTBA. Model matematika
yang digunakan adalah:
Yijk = μ + τi + βj + εijk
keterangan:
Yijk
= Efek pemberian niasin ke-i dan kelompok ke-j
μ
= Rataan umum
τi
= Efek pemberian perbedaan struktur kimia suplementasi niasin ke-i
βj
= Efek kelompok ke-j
εijk
= Galat pemberian bentuk niasin ke-i dan kelompok ke-j
Data pada pengamatan VFA, Ammonia, KCBK dan KCBO dianalisis
menggunakan sidik ragam (ANOVA) untuk mengetahui pengaruh percobaan
terhadap peubah yang diamati, dan uji ortogonal kontras untuk melihat perbedaan
antar perlakuan (Steel dan Torrie 1991).
Studi meta-analisis mengunakan pendekatan meta-analisis menurut
Sauvant et al. (2008) dengan menggunakan prosedur mixed model SAS versi 9.1
(SAS Institute Inc 2008). Prosedur mixed model digunakan untuk menggabungkan
metode fixed effect dan random effect. Suplementasi niasin yang berbeda struktur
kimia digunakan sebagai fixed effect dan perbedaan antar studi atau eksperimen
dijadikan sebagai random effect. Peubah yang diamati pada beberapa artikel
adalah konsumsi pakan, kecernaan nutrien, fermentasi rumen, profil plasma darah
dan produksi susu. Model matematika yang digunakan dalam metode metaanalisis ini adalah:
Yij = µ + si + τj + sτij + eij
keterangan:
Yij
μ
si
τj
sτij
eij
= Variabel terikat
= Rataan umum
= Pengaruh acak penelitian ke-i
= Pengaruh tetap tingkat penelitian ke-j
= Interaksi acak antara studi ke-i dan tingkat ke-j pada faktor ke-τ
= Error penelitian secara keseluruhan
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Studi Meta-analisis: Pengaruh Suplementasi Niasin yang Berbeda Struktur
Kimia Terhadap Konsumsi dan Kecernaan Nutrien
Tidak ada perbedaan suplementasi niasin bentuk NA dan NM terhadap
kontrol pada konsumsi bahan kering (BK), KCBK, KCBO dan kecernaan protein
kasar (PK) (Tabel 2).
Suplementasi niasin NM dapat meningkatkan kecernaan NDF dan
kecernaan ADF dibanding kontrol (P