Penggunaan Fitase dalam Pakan Berbasis Tepung

TINJAUAN PUSTAKA
Asam Fitat dan Fitase
Asam fitat (mio inositol 1,2,3,4,5,6-heksafosfat) merupakan bentuk fosfor
yang banyak tersimpan dalam bahan tanaman dan jumlahnya dapat mencapai 80%
dari total fosfor. Densitas kelompok fosfat bermuatan negatif ya ng tinggi, fitat
bergabung dengan mineral kation seperti potasium (K), magnesium (Mg), kalsium
(Ca), seng (Zn), besi (Fe), copper (Cu), dan membentuk komplek yang sulit larut
dalam air. Fitat juga membentuk komplek dengan protein dan asam amino
(Baruah et al. 2004). Fosfor yang terdapat dalam tanaman umumnya tergabung
dalam bentuk molekul yang disebut asam fitat (fitat). Asam fitat terdiri dari suatu
gula (mirip dengan glukosa) yang disebut dengan mio inositol, kelompok fosfat
(PO4 ) terikat secara kovalen. Menurut Hertrampf dan Pascual (2000) bahwa P
yang terikat pada fitat selain mempunyai daya cerna yang rendah juga mengikat
kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan zinc (Zn). Fitase melepaskan fosfat dari
cincin inositol (Gambar 1) (Baruah et al. 2004). Berdasarkan gambar tersebut
terlihat bahwa fitase akan menghidrolisis fitat menjadi inositol dan inositol
monofosfat.
Fitase
Fitat
Inositol
Mio inositol 1,2,3,4,5,6 heksa
dihidrogen ortofosfat
Inositol monofosfat
Gambar 1. Aksi fitase dalam melepaskan fosfat dari fitat.
4
Kandungan asam fitat dan fosfor pada beberapa bahan pangan dapat
dilihat pada Tabel 1 (Reddy et al. 2000).
Tabel 1. Kandungan fitat dan fosfor fitat pada beberapa bahan pangan
Bahan pangan
Jagung
Gandum (sorghum)
Barley
Tepung kedelai
Fitat (%)
0,83 – 2,22
0,91 – 1,35
0,75 – 1,16
1,00 – 2,22
P-Fitat (% )
0,23 – 0,63
0,26 – 0,38
0,21 – 0,33
0,28 – 0,63
Fitase merupakan suatu enzim yang secara kimia dikenal sebagai mio
inositol heksafosfat fosfohidrolase yang dihasilkan oleh mikroorganisme atau
terdapat pada beberapa bahan tanaman. Hewan- hewan monogastrik tidak dapat
menghasilkan enzim ini. Adanya fitase pada beberapa saluran pencernaan hewan
berasal dari mikroba (Baruah et al. 2004). Reddy et al. (2000) mengemukakan
terdapat 2 jenis enzim fitase, yaitu: 1) 3-fitase (E.C. 3.1.3.8) yang mengkatalisis
reaksi mio inositol 1,2,3,4,5,6 heksafosfat + H2 menjadi mio inositol 1,2,3,4,5
pentafosfat + ortofosfat, dan 2) 6- fitase (E.C. 3.1.3.26) yang mengkatalisis reaksi
mio inositol 1,2,3,4,5,6 heksafosfat + H2 O menjadi mio inositol-1,2,3,4,5
pentafosfat + ortofosfat. Mikroba mempunyai ciri khas penghasil 3- fitase (E.C.
3.1.3.8), sedangkan 6-fitase terutama dihasilkan dalam biji tumbuhan tingkat
tinggi. Mikrobial fitase (fitase yang dihasilkan oleh mikroba) ada yang berupa
tepung kering atau berupa cair yang tersedia dalam bentuk komersial. Natuphos
merupakan perusahaan yang memproduksi fitase komersial yang pertama, berasal
dari Aspergillus niger. Aktivitas optimum mikrobial fitase terjadi pada dua nilai
pH, yaitu aktivitas tertinggi terjadi pada pH 5,0 – 5,5 dan aktivitas kedua
tertinggi pada pH 2,5 (Simons et al. 1990). Hasil penelitian pada ikan Japanese
flounder (Paralichthys olivaceus) menunjukkan aktifitas fitase tertinggi terjadi
pada pH 5,5 (Masumoto et al. 2001). Aktivitas fitase berdasarkan kondisi pH
yang berbeda dapat dilihat pada Tabel 2 berikut (Baruah et al. 2004). Satu unit
fitase didefinisikan sebagai jumlah enzim yang membebaskan satu mikromol
fosfor anorganik per menit dari 0,0015 mol/L sodium fitat pada pH 5,5 dan suhu
37o C (Baruah et al. 2004). Pelepasan fosfor bergantung pada kondisi pH
5
intestinum (Baruah et al. 2004). Saluran pencernaan ikan mempunyai pH yang
rendah. Lambung ikan channel catfish mempunyai pH 2 – 4 (Steffens 1989).
Tabel 2. Aktivitas fitase pada kondisi pH yang berbeda
pH
< 1,0
1,0
2,0 – 3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
Aktivitas fitase
Tidak aktif
Tidak aktif
Tidak aktif ?
Aktif
Aktif
Aktif
Tidak aktif ?
Tidak aktif
Peranan Fosfor
Fosfor organik merupakan bagian dari struktur semua sel tubuh. Fosfor (P)
merupakan komponen energi tinggi dalam bentuk Adenosin Trifosfat (ATP) yang
diperlukan untuk energi transduksi, esensial untuk semua aktivitas sel. Oksidasi
karbohidrat memacu pembentukan ATP juga memerlukan fosfor karena proses
fosforilasi yang merupakan tahap penting dalam metabolisme monosakarida (Pike
dan Brown 1984). Li dan Robinson (2005) menyatakan bahwa fosfor merupakan
elemen esensial untuk pertumbuhan normal, perkembangan tulang, dan fungsi
fisiologis lainnya pada hewan. Ion fosfat penting untuk metabolisme karbohidrat,
lipid, dan protein, dan berfungsi sebagai kofaktor pada kebanyakan sistem enzim
dan mendukung pada potensi metabolik untuk membentuk komponen fosfat
berenergi tinggi (Pike dan Brown 1984). Secara keseluruhan, fungsi fosfor bagi
organisme adalah 1) regulasi pelepasan energi (ADP, ATP), 2) memfasilitasi
penyerapan dan pengangkutan nutrien, 3) bagian dari komponen tubuh yang
penting (DNA, RNA), 4) pembentukan tulang dan gigi, 5) regulasi keseimbangan
asam-basa (Budianto 2002).
Peranan Fitase
Asam fitat (ester organik) dari sereal dan biji-bijian tidak dapat diabsorpsi
oleh manusia dan hewan ternak, karena keterbatasan enzim fitase yang penting
dalam hidrolisis ester organik (Pike dan Brown 1984). Penambahan fitase pada
6
pakan ikan stripped bass yang mengandung fitat tinggi dapat meningkatkan
penyerapan dan penggunaan fosfor (Hughes dan Soares 1998). Fitase pakan juga
meningkatkan nilai nutrien dari protein dan mengurangi pengeluaran fosfor pada
ikan rainbow trout (Forster et al, 1999), ikan channel catfish (Li dan Robinson
2005), African catfish (Van Weerd et al. 1999), ikan mas (Schafer et al. 1995),
dan Pangasius pangasius (Debnath et al. 2005). Robinson et al. (2002)
melaporkan bahwa 250 unit fitase per kilogram pakan efektif dapat menggantikan
dikalsium fosfat dalam pakan ikan channel catfish tanpa mempengaruhi
pertumbuhan, efisiensi pakan, atau gangguan fosfor tulang. Soares dan Hughes
(2004) menyatakan bahwa penggunaan fitase dalam pakan hewan monogastrik
mempunyai beberapa keuntungan, yaitu fitase akan menghidrolisis rantai P
sehingga meningkatkan bioavailabilitasnya dan mengurangi atau menghilangkan
penambahan P dalam pakan, karena P dapat dimanfaatkan dengan baik, maka
akan sedikit yang akan diekskresikan ke lingkungan. Penambahan mikrobial fitase
dalam pakan Pangasius pangasius dapat meningkatkan penggunaan dan daya
cerna protein (Debnath et al. 2005). Richardson et al. (1985) menyatakan bahwa
ikan Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) yang diberi pakan semi- murni
yang mengandung kadar kalsium, fosfor, seng, dan sodium fosfat yang berbeda
dengan asam fitat pakan
yang
tinggi
(2,58%)
menunjukkan
penurunan
pertumbuhan. Sebaliknya, pertumbuhan meningkat bila ditambahkan mikrobial
fitase dalam pakan. Pengaruh ya ng sama juga terjadi pada pertumbuhan dan
komposisi tubuh larva ikan mrigal Cirrhinus mrigala (Usmani dan Jafri 2002).
Pada ikan channel catfish terjadi pertambahan bobot jika diberi penambahan fitase
dalam pakan yang hanya mengandung sumber protein nabati atau kombinasi
protein nabati dan hewani (Jackson et al. 1996). Pertambahan bobot dan konsumsi
pakan meningkat 23,52% (pada sumber protein nabati) dan 11,59% (pada
kombinasi sumber protein) dibandingkan dengan tanpa pemberian fitase.