TINJAUAN PUSTAKA Zeolit Nama zeolit ini berasal

TINJAUAN PUSTAKA
Zeolit
Nama zeolit ini berasal dari bahasa Yunani yaitu “Zeni" dan “Lithos" yang
berarti batu yang mendidih, karena apabila dipanaskan akan membuih dan
mengeluarkan air (Lefond, 1983). Zeolit merupakan mineral mikro yang dapat
digunakan dalam ransum sebagai sumber mineral. Kelompok mineral ini merupakan
kelompok mineral yang berasal dari logam-logam alkali dan alkali tanah (terutama
Ca dan Na). Menurut Harjanto (1987) zeolit bersifat sebagai penyaring molekul dan
penukar ion yang dalam penggunaannya dapat meningkatkan efisiensi pakan ternak.
Struktur zeolit yang berpori juga membuat zeolit dapat menyerap senyawa yang
bersifat cairan, menyaring yang berukuran halus, menukar ion serta sebagai
katalisator.
Sifat Kimia dan Fisika
Mineral zeolit adalah kelompok mineral alumunium silikat terhidrasi
LmAlxSiyOz ∙ nH2O, dari logam alkali dan alkali tanah (terutama Ca,dan Na), m, x, y,
dan z merupakan bilangan 2 hingga 10, n koefisiensien dari H2O, serta L adalah
logam. Zeolit secara empiris ditulis x/n Mn+ [(AlO2)x (SiO2)y] · zH2O. Komponen
pertama Mn+ adalah sumber kation yang dapat bergerak bebas dan dapat
dipertukarkan secara sebagian atau secara sempurna oleh kation lain (Ginting et al.,
2007). Beberapa spesimen zeolit berwarna putih, kebiruan, kemerahan, coklat, dan
lain-lain, karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Densitas zeolit antara 2,0 2,3 g/cm3, dengan bentuk halus dan lunak. Kilap yang dimiliki bermacam-macam.
Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen yaitu rangka aluminosilikat,
ruang kosong saling berhubungan yang berisi kation logam, dan molekul air dalam
fase occluded (Harben dan Kuzvart, 1996).
Morfologi dan Sistem Kristal
Zeolit berbentuk kristal aluminosilikat terhidrasi yang mengandung muatan
positif dari ion-ion logam alkali dan alkali tanah dalam kerangka kristal tiga dimensi
(Hay, 1966), dengan setiap oksigen membatasi antara dua tetrahedra.
Zeolit pada dasarnya memiliki tiga variasi struktur yang berbeda yaitu: a)
struktur seperti rantai (chain-like structure), dengan bentuk kristal acicular dan
prismatic, contoh: natrolit, b) struktur seperti lembaran (sheet-like structure), dengan
bentuk kristal platy atau tabular biasanya dengan basal cleavage baik, contoh:
heulandit, c) struktur rangka, dimana kristal yang ada memiliki dimensi yang hampir
sama, contoh: kabasit. Zeolit mempunyai kerangka terbuka, sehingga memungkinkan
untuk melakukan adsorpsi Ca bertukar dengan 2(Na,K) atau CaAl dengan (Na,K)Si.
Morfologi dan struktur kristal yang terdiri dari rongga-rongga yang berhubungan ke
segala arah menyebabkan permukaan zeolit menjadi luas. Morfologi ini terbentuk
dari unit dasar pembangunan dasar primer yang membentuk unit dasar pembangunan
sekunder dan begitu seterusnya.
Pemanfaatan Zeolit pada Peternakan Ayam Broiler
Zeolit dewasa ini semakin dimaksimalkan pemanfaatannya di bidang
peternakan. Terutama dalam peternakan ayam broiler, zeolit dapat dimanfaatkan
sebagai penurun kandungan amonia dan H2S yang tidak diinginkan bila ditaburkan
dalam litter (Polat et al., 2004). Selain itu, menurut Kocakuşak et al., (2001) sifat
zeolit yang mempunyai daya serap tinggi sehingga dapat menahan air hingga 60%
dari bobotnya karena mempunyai struktur kristal yang porositasnya tinggi. Molekul
air di pori-pori dapat dengan mudah menguap atau diserap kembali tanpa merusak
struktur zeolit.
Sementara dalam pemanfaatannya untuk ransum, zeolit dapat digunakan
sebagai sumber mineral. Zeolit memiliki sifat menyaring molekul dan penukar ion
sehingga dapat meningkatkan efisiensi pakan ternak. Mekanisme aksi zeolit dalam
pencernaan ternak diperkirakan terpusat pada struktur klinoptilolit yang stabil pada
lingkungan asam dan dapat melakukan pertukaran ion serta penyerapan tanpa terjadi
pencernaan zeolit (Papaioannou et al., 2002). Hasil penelitian Yenita (1993)
menunjukkan bahwa penambahan zeolit pada taraf 0, 3 dan 6% berpengaruh nyata
memperbaiki penambahan bobot potong dan konversi ransum, tetapi tidak
berpengaruh terhadap konsumsi ransum.
Penggunaan dan Peran Zeolit dalam Ransum
Mekanisme aksi zeolit dalam pencernaan ternak menurut hasil penelitian
Cool dan Willard (1982) adalah dengan mengurangi pembentukan NH4+ dalam
saluran pencernaan. Reaksi NH4+ + OH- akan menghasilkan NH3 + H2O. Jika
4
pembentukan NH4+ dapat dihambat maka pembentukan NH3 yang merupakan
senyawa beracun juga dapat dikurangi.
Cool dan Willard (1982) yang melakukan penelitian pada ternak babi
menunjukkan bahwa senyawa NH4+ terikat pada struktur zeolit mulai dari lambung
sampai akhir duodenum, secara bertahap kemudian dilepas di saluran pencernaan
bagian bawah karena pengaruh pH lumen usus. Kenyataan ini dibuktikan dengan
meningkatnya konsentrasi NH4+ sebesar 10 kali pada jejunum dalam saluran
pencernaan babi. Zeolit menukar kation Na+ ketika berada di duodenum sehingga
aliran digesta mulai dari lambung sampai duodenum diperlambat, hal ini
mengakibatkan proses deaminasi protein meningkat.
Penggunaan dan Peran Zeolit pada Litter
Zeolit alam dapat menyerap CO, CO2, SO2, H2S, NH3, HCHO, Ar, O2, N2,
H2O, He, H2, Kr, Xe, CH3OH dan gas lainnya. Zeolit dapat digunakan untuk
mengumpulkan gas-gas tersebut dan berfungsi sebagai pengontrol bau. Zeolit dapat
digunakan dalam kandang pada peternakan intensif karena secara signifikan dapat
menurunkan kandungan amonia dan H2S yang menyebabkan bau yang tidak
diinginkan (Polat et al., 2004). Sifat zeolit lainnya yang menyebabkan zeolit cocok
ditambahkan dalam litter adalah daya serapnya yang tinggi. Zeolit dapat menahan air
hingga 60% dari bobotnya, karena mempunyai struktur kristal yang porositasnya
tinggi. Molekul air di pori-pori dapat dengan mudah menguap atau diserap kembali
tanpa merusak struktur zeolit (Kocakuşak et al., 2001).
Palczar dan Chan (1986) menyatakan bahwa produk ekskresi hewan yang
terbuang ke tanah akan diuraikan oleh mikroba-mikroba yang menguraikan protein
sisa menjadi asam amino. Mikroba pengurai protein dapat hidup dan berkembang
dengan pesat dalam keadaan yang lembab. Asam amino selanjutnya akan mengalami
deaminasi oleh mikroba dan menghasilkan gas-gas amonia (proses amonification).
O’Halloran (1993) menambahkan bahwa penguapan gas amonia dari manur hewan
merupakan mekanisme utama dari proses kehilangan nitrogen dalam manur hewan.
Palczar dan Chan (1986) juga menambahkan asam amino yang memiliki unsur sulfur
(seperti sistin dan metionin) kemudian akan dipecah menjadi komponen yang lebih
sederhana oleh mikroba sehingga sulfur terlepas sebagai gas hidrogen sulfida.
Mikroba yang dapat menghasilkan gas H2S biasanya berupa mikroba yang berasal
5
dari genus Desulfovibrio dan proses pemecahan bahan organik yang mengandung
sulfur ini disebut putrefaction. Gas hidrogen sulfida akan dioksidasi oleh bakteri
sulfur seperti Thiobacillus menjadi bentuk sulfat dan dalam keadaan O2 tinggal
sedikit maka bakteri pereduksi sulfat seperti spirillum mereduksi senyawa sulfat
menjadi hidrogen sulfida kembali. Reaksinya adalah sebagai berikut:
H2SO4 + 4 H2  H2S + 4 H2O
Penambahan zeolit pada litter akan mengurangi kelembaban litter sehingga
menghambat perkembangan dan kerja bakteri pengurai sulfur, hasilnya produksi gas
hidrogen sulfida dapat dikurangi.
Ayam Broiler
Karakteristik ayam broiler modern menurut Pond et al. (1995) adalah
pertumbuhan yang cepat, banyak penimbunan lemak pada bagian dada dan otot-otot
daging, serta aktivitasnya relatif lebih rendah dibandingkan dengan jenis ayam
petelur. Ayam broiler merupakan ayam muda jantan atau betina yang menghasilkan
daging dan umumnya dipanen pada umur 5-6 minggu dengan bobot potong antara
1,2-1,9 kg/ekor (Kartasudjana, 2005).
Karkas Ayam
Karkas ayam pedaging menurut BSN (1995) ialah bagian dari ayam pedaging
hidup, setelah dipotong, dibului, dikeluarkan organ dalam dan lemak abdominalnya,
dipotong kepala dan leher serta kedua kakinya (ceker). Karkas unggas biasanya
dijual kepada konsumen dalam bentuk karkas utuh, belahan karkas kiri dan kanan,
seperempat
karkas
atau
potongan-potongan
karkas
yang
lebih
kecil.
Persentase karkas ayam broiler menurut Moreng dan Avens (1985) berkisar
antara 60-70%. Persentase pemotongan pada ayam broiler, ayam lokal dan kalkun
meningkat selama pertumbuhan, peningkatan umur dan kenaikan bobot potong. Pada
itik dan unggas yang lebih kecil misalnya burung puyuh, persentase pemotongan
selama pertumbuhan secara relatif adalah konstan (Soeparno, 1994). Pada umur yang
sama, ayam broiler dan kalkun jantan mempunyai persentase karkas yang lebih
tinggi daripada betina (Moran, 1977).
6
Saluran Pencernaan
Pencernaan dapat didefinisikan sebagai proses perombakan protein, lemak,
dan karbohidrat menjadi bagian yang lebih kecil sehingga mudah diserap. Dalam
prosesnya tentunya terdapat organ-organ penting yang diperlukan untuk menunjang
penyerapan zat-zat makanan yang dimakan sehingga dapat dimanfaatkan dengan
baik (Putnam, 1991).
Gambar 1. Saluran Pencernaan Ayam Broiler (Sturkie, 2000)
Mulut
Mulut menghasilkan saliva yang mengandung amilase dan maltase saliva,
tetapi pemecahan bahan pakan di mulut ini kecil sekali karena mulut hanya
digunakan untuk lewat sesaat. Saliva mulut, selain mengandung kedua enzim
tersebut juga digunakan untuk membasahi pakan agar mudah ditelan. Produksi saliva
7-30 ml per hari, tergantung jenis pakan. Sekresi saliva dipacu oleh saraf
parasimpatik (Sturkie, 2000).
Oesophagus
Oesophagus merupakan saluran lunak dan elastis yang mudah mengalami
pemekaran apabila ada bolus (pakan) yang masuk. Oesophagus memanjang dari
pharinx hingga proventrikulus melewati tembolok (crop). Organ ini menghasilkan
mukosa yang berfungsi untuk melicinkan pakan menuju tembolok (Sturkie, 2000).
Tembolok (Crop)
Tembolok adalah modifikasi dari oesophagus. Fungsi utama tembolok adalah
untuk menyimpan pakan sementara, terutama pada saat ayam makan dalam jumlah
banyak. Jenis makanan atau benda lain yang mempunyai ukuran besar dapat
menyumbat saluran tembolok. Jika hal ini terjadi maka makanan yang ada dalam
7
saluran tembolok tidak dapat lewat dan akan terjadi fermentasi. Kapasitas tembolok
mampu menampung pakan hingga 250 g (Sturkie, 2000).
Proventrikulus
Proventrikulus disebut juga perut kelenjar atau glandular stomach yang
mensekresikan pepsinogen dan HCl untuk mencerna protein dan lemak. Pada
proventrikulus lintasan pakan sangat cepat masuk ke empedal melalui isthmus
proventrikulus sehingga secara nyata belum sempat dicerna.sekresi pepsinogen dan
HCl tergantung pada stimulasi saraf vagus, pakan yang melintas dan aksi cairan
gastrik. Pada keadaan tidak makan, sekresi glandula perut ini 5-20 ml/jam dan
mampu mencapai 40 ml ketika ada pakan (Sturkie, 2000).
Empedal atau Rempela (gizzard)
Empedal atau rempela (gizzard) disebut juga perut muskular yang merupakan
perpanjangan dari proventrikulus. Fungsi utama empedal adalah memecah atau
melumatkan pakan dan mencampurnya dengan air menjadi pasta (chyme). Kekuatan
empedal dipengaruhi dari kebiasaan makan ayam, ayam yang hidup bebas
berkeliaran memiliki empedal yang lebih kuat daripada empedal ayam yang dikurung
dengan pakan yang lebih lunak. Empedal mensekresikan coilin untuk melindungi
permukaan empedal terhadap lerusakan yang disebabkan oleh pakan atau benda lain
yang tertelan (Scanes et al., 2004).
Usus Halus
Usus halus merupakan tempat terjadinya pencernaan secara enzimatis. Usus
halus terbagi menjadi tiga bagian yaitu duodenum, jejunum dan ileum. Duodenum
adalah bagian paling atas dari usus halus. Duodenum merupakan tempat terjadinya
pencernaan yang paling aktif dengan hidrolisis dari nutrient kasar yang berupa pati
lemak dan protein. Penyerapan hasil pencernaan sebagian besar terjadi di duodenum
ini. Duodenum mensekresikan enzim dari pankreas dan dari getah empedu.
Selanjutnya proses pencernaan terjadi di jejunum. Jejunum adalah kelanjutan
duodenum yang berfungsi seperti duodenum yaitu penyerapan makanan yang belum
selesai saat di duodenum. Lalu proses pencernaan berlanjut ke ileum, dimana ileum
merupakan kelanjutan dari jejunum dengan fungsi yang sama yaitu penyerapan
8
makanan dan pencernaan secara enzimatis. Panjang dari usus halus ini bervariasi
tergantung pada kebiasaan makan dari ayam tersebut (Scanes et al., 2004).
Sekum
Sekum terdiri atas dua seka atau saluran buntu yang berukuran panjang 17-20
cm. Beberapa nutrien yang tidak tercerna mengalami dekomposisi oleh mikrobia
sekum, tetapi jumlah dan penyerapannya kecil sekali. Beberapa jenis penyakit
(misalnya koksidiosis pada ayam dan blackhead pada kalkun) dapat berkembang
dengan baik pada sekum (Scanes et al., 2004).
Usus Besar
Usus besar dinamakan juga intestinum crasum, merupakan tempat terjadinya
perombakan partikel pakan yang tidak tercerna oleh mikroorganisme menjadi feses.
Bagian ini juga merupakan muara ureter dari ginjal, sehingga urin dan feses akan
keluar menjadi satu dan disebut ekskreta. Feses dan urin juga akan mengalami
penyerapan air sekitar 72-75%. Disini juga terdapat muara saluran reproduksi, dan
proses pencernaan akan berakhir di kloaka, dimana kloaka adalah tempat keluarnya
ekskreta dan juga telur pada ayam betina. Pakan dalam saluran pencernaan ayam
kurang lebih empat jam (Scanes et al., 2004).
Organ Dalam Ayam Broiler
Organ dalam ayam broiler yang diamati pada penelitian ini antara lain hati,
ginjal dan pankreas.
Hati
Menurut Tanudimadja (1981), hati terdiri dari dua gelambir yang besar,
berwarna coklat kemerahan, terletak pada lengkungan duodenum dan rempela.
Ressang (1984) menyatakan bahwa salah satu fungsi hati adalah untuk menyaring
racun yang masuk kedalam darah. Hati yang mengalami keracunan akan
memperlihatkan kelainan secara fisik, yaitu adanya perubahan warna hati,
pembengkakan, pengecilan pada salah satu lobi atau tidak adanya kantong empedu.
Nilai kisaran bobot hati menurut Putnam (1991) yaitu antara 1,70-2,80% dari bobot
hidup.
9
Ginjal
Ginjal pada unggas terletak di belakang paru-paru dan berjumlah dua buah.
Saluran ureter menghubungkan antara ginjal dan kloaka (Bell dan Weaver, 2002).
Ginjal berperan dalam mempertahankan keseimbangan susunan darah dengan
mengeluarkan zat-zat seperti air yang berlebih, sisa-sisa metabolisme, garam-garam
organik dan bahan-bahan lain yang terlarut dalam darah (Ressang, 1984).
Ginjal merupakan organ yang menyaring plasma dari darah dan secara
selektif menyerap kembali air serta unsur-unsur berguna dari filtrat, yang pada
akhirnya mengeluarkan kelebihan dan produk buangan plasma. Hampir semua jenis
ternak bentuk ginjalnya seperti kacang (Frandson, 1992). Sturkie (2000) menyatakan
fungsi utama ginjal adalah mereduksi urin melalui filtrasi darah sehingga air dan
limbah metabolisme disekresikan. Proses yang selanjutnya terjadi yaitu reabsorbsi
beberapa nutrien (misalnya glukosa dan elektrolit) yang kemungkinan digunakan
kembali oleh tubuh.
Pankreas
Pankreas adalah organ yang berwarna merah terletak antara lipatan duodenal
loop yang berfungsi untuk mensekresikan enzim amilase, protease dan lipase untuk
membantu pencernaan karbohidrat, potein dan lemak. Bobot pankreas berkisar antara
2,5-4 g pada ayam dewasa (Sturkie, 2000).
Pankreas merupakan salah satu aksesoris organ pencernaan yang mempunyai
peranan penting pada pencernaan unggas, yakni terdapat kelenjar endokrin dan
eksokrin yang secara fisiologis mempunyai peranan yang sangat berbeda. Kelenjar
endokrin berfungsi untuk menghasilkan hormon insulin, glukagon, somatostatin dan
polipeptida. Fungsi kelenjar eksokrin adalah menghasilkan dan mengeluarkan cairan
yang berhubungan pencernaan dan penyerapan yang dibutuhkan dalam usus halus
(Scanes et al., 2004).
10