Makalah
Enzim sudah tidak diragukan memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan. Tidak hanya dalam kehidupan manusia, tapi bagi hewan dan tumbuhan. Bahkan bisa dikatakan bahwa enzim berperan penting dalam kelangsungan alam ini.
Enzim merupakan zat yang paling menarik dan penting di alam. Pertama, sangat penting untuk menyadari bahwa enzim bukanlah benda hidup. Mereka benda mati, sama seperti mineral. Tapi juga tidak seperti mineral, mereka dibuat oleh sel hidup. Enzim adalah benda tak hidup yang diproduksi oleh sel hidup.
Saat ini trend perkembangan teknologi mengarah pada visi green teknologi. Akibat pergeseran arah kebijakan ini, upaya pemanfaatan limbah pertanian terus dilakukan seoptimal mungkin. Salah satu limbah pertanian adalah biomass yang sebetulnya kaya akan energi. Sebagai contoh adalah dedak (rice bran), sekam, bungkil kelapa sawit (Palm Kernel Meal), dan lainnya.
Kapasitas energi dari limbah biomass global diperkirakan enam kali dari total konsumsi harian energi dunia. Oleh karena itu biomass merupakan sumber energi yang sangat besar. Saat ini populasi dunia baru menggunakan 7% dari total produksi biomass. Masih jauh dari pemanfaatan limbah biomass secara optimal.
Penggunaan limbah biomass untuk dikonversi menjadi produk lain yang memiliki nilai tambah merupakan usaha pemanfaatan sumberdaya alam (SDA) yang ‘renewable‘, yang bersifat ‘back to nature‘. Salah satunya adalah pemanfaatan limbah biomass sebagai sumber energi pakan.
Dedak sebetulnya masih mengandung nutrisi penting misalnya kabohidrat, lemak, dan mineral fosfat sehingga banyak digunakan untuk tambahan bahan baku pakan ternak. Sekam juga telah banyak digunakan sebagai media tanam dan bahan baku pembuatan briket arang pengganti batu bara.
Sementara palm kernel meal (PKM) masih kurang dimanfaatkan karena memang kandungan energi yang sulit diolah. Selama ini PKM tidak dimanfaatkan karena kandungan seratnya yang tinggi, rendahnya palatabilitas, kandungan asam amino yang minim, dan beberapa masalah terkait kandungan zat anti-nutrisi seperti mannan, galactomannan, xylan dan arabinoxylan.
PKM adalah produk samping dari pengolahan minyak kelapa sawit. Indonesia sebagai negara terbesar penghasil minyak kelapa sawit memiliki potensi limbah PKM yang tidak terbatas.
Karena begitu banyaknya PKM yang tersedia dan hanya dijadikan limbah tak berguna, maka banyak para peneliti yang mencari cara untuk memberi nilai lebih pada PKM. Tentunya beberapa sifat PKM yang telah disebutkan diatas tadi menjadi satu tantangan tersendiri.
Serat pada PKM pada prinsipnya adalah karbohidrat rantai panjang mannan. Serupa dengan cellulosa yang merupakan polimer dari monosakarida, mannan juga merupakan polimer monosakarida. Yang berbeda adalah jenis monosakaridanya. Cellulosa tersusun dari rantai monosakarida glukosa, sedangkan mannan tersusun oleh monosakarida manosa.
Manosa adalah salah satu karbohidrat sederhana yang mudah manfaatkan sebagai sunber energi. Bahkan oligosakarida dari manosa (Mannoseoligosacharide) diketahui mempunyai efek yang baik dan berfungsi sebagai pre-biotik bagi unggas. Salah satu pre-biotik komersil yang diklaim mengandung MOS (Manoseoligosacharide) adalah Biomos dari Altech.
Apabila PKM diolah sedemikian rupa sehingga polimer mannan pecah menjadi monomer mannose yang lebih sederhana, PKM dapat dimafaatkan untuk berbagai hal. Salah satu contohnya adalah bahan pakan ternak, sebagai media tumbuh, media fermentasi, dan lainnya.
Terdapat beberapa cara yang bisa digunakan untuk ‘mengolah’ biomass berbasic karbohidrat kompleks menjadi karbohidrat sederhana yang siap digunakan
Ø Dengan menggunakan pemanasan
Metode ini sangat sederhana. Pemanasan akan memecah dan mendegrade ikatan pada karobohidrat komplek menjadi lebih sederhana. Namun metode ini kurang begitu populer karena membutuhkan energi yang cukup besar sehingga cost yang diperlukan juga lumayan besar.
Ø Dengan hidrolisis menggunakan asam
Metode ini sudah banyak digunakan untuk memecah korbohidrat kompleks. Kesulitannya adalah pada resiko terkait penggunaan asam yang cukup kuat. Hal ini memerlukan penanganan yang cukup rumit guna faktor safety dan keamanan. Selain itu juga perlu usaha untuk menetralisir asam dengan basa sebelum memanfaatkan hasil hidrolisis berupa gula sederhana.
Ø Dengan menggunakan fermentasi bakteri atau mikroorganisme lainnya
Keuntungan metode ini adalah tidak memerlukan energi yang lumayan besar, karena semua proses dilakukan oleh kerja mikroorganisme. Namun perlu ketelitian untuk menjaga risiko kontaminasi dari mikroorganisme yang tidak diinginkan dan bersifat patogen. Upaya pengkondisian seperti sterilisasi juga menjadi masalah tersendiri. Kelemahan lain adalah waktu yang cukup panjang.
Ø Dengan menggunakan enzim
Penggunaan enzim sekarang ini menjadi pilihan yang populer. Cara ini lebih mudah dan membutuhkan sedikit energi. Namun menjadi kesulitan tersendiri untuk mendapatkan enzim yang cocok dan bersifat spesifik untuk substrat tertentu. Penelitian untuk mencari kondisi dan pH optimum juga dibutuhkan agar proses berjalan maksimal. Meski begitu sekarang banyak tersedia enzim komersial yang dapat digunakan. lengkap dengan spesifikasi temperatur dan pH optimum.
Berikut ini beberapa hasil penelitian dan artikel ilmiah usaha pemprosesan biomass berbasic karbohidrat kompleks.
Studi tentang hal ini sebetulnya bisa dijadikan sebagai bahan penelitian bagi para mahasiswa dan peneliti di Indonesia mengingat kekayaan alam kita yang menyediakan beragam alternatif sumber daya alam biomass yang bisa dikembangkan dan dimanfaatkan. Dan studi penelitian seperti ini diharapkan terus dilakukan dan hasilnya bisa diterapkan dan dimanfaatkan demi kemajuan dan kemaslahatan manusia.
Efisiensi Pakan Ternak dengan Phytase
Dalam industri peternakan, pakan ternak memberi kontribusi 50% sampai 80 % dari total biaya produksi. Oleh karena itu para peternak berupaya untuk melakukan berbagai usaha guna mengurangi biaya pakan dengan tidak melupakan kualitas ternak yang dihasilkan.
Pakan merupakan salah satu komoditi dari sub-sistem agribisnis hulu, atau dengan kata lain penyedia sapronak untuk sub-sistem budidaya ternak. Pakan merupakan faktor terpenting untuk menunjang budidaya ternak karena berimbas pada peningkatan bobot badan ternak dan performa ternak yang diinginkan. Peningkatan populasi, produksi daging, susu dan telur sebagai hasil ternak sangat tergantung dari penyediaan pakan yang baik dan berkualitas.
Enzim Phytase
Para ilmuan telah membuat satu feed supplement untuk unggas dan hewan ternak lainnya, yang tidak hanya meningkatkan asupan nutrisi, namun juga ramah lingkungan karena dapat mengurangi jumlah Phosphor yang lepas ke lingkungan.
Yang dimaksud dengan Feed supplement di atas sejatinya adalah enzim phytase. Enzim ini akan membantu hewan ternak mencerna lebih banyak phosphor yang terkandung dalam makanannya, terutama makananan yang berasal dari biji-bijian. Phosphor adalah mineral yang berperan dalam membentuk DNA, mineralisasi tulang, imunitas, fertilitas dan juga pertumbuhan.
Dua puluh tahun yang lalu, dua orang ilmuan, Ed Mullaney dan Jaffor Ullah adalah yang pertama kali mengenalkan enzim dari fungi, Phytase, yang dapat meningkatkan nutrisi, menghemat biaya pakan, dan mengurangi pencemaran phosphor dari peternakan. Mullaney, ahli genetik, dan Ullah, seorang biochemist, keduanya bekerja di Agriculture Research Center (ARS) di New Orleans.
Prinsip Kerja dan Keuntungan Phytase
Phosphor yang banyak terkandung dalam dedak dan biji-bijian, terikat secara kuat dalam suatu senyawa kimia sehingga sulit untuk dicerna. Phosphor yang terikat kuat di sebut sebagai phytat, merupakan zat anti-nutritive yang menyebabkan rendahnya nilai nutrisi dari pakan.
Dari total phosphor yang terkandung di dalam pakan, hanya sedikit yang dapat dimanfaatkan oleh hewan ternak, sisanya dibuang keluar bersama kotoran. Phosphor berlebih yang keluar ini dapat mencemari lingkungan (eutropication), yang jika masuk ke dalam perairan dapat mengakibatkan apa yang disebut ‘algal blooms‘, yaitu tumbuhnya alga secara luar biasa cepat yang dapat mencuri kandungan oksigen dalam air. Kurangnya kandungan oksigen akan menyebabkan ikan dan hewan air lainnya mati.
Selama ini, rendahnya tingkat kecernaan phosphor dalam pakan berbasis biji-bijian disiasati dengan penambahan phosphor anorganik untuk memenuhi kebutuhan phosphor hewan ternak. Salah satu yang sering digunakan adalah Di-calcium phosphate (DCP) atau Mono-calcium phosphate (MCP). Penambahan phosphate anorganik ini tentunya akan meningkatkan biaya produksi.
Sekarang ini phytase-pun hadir dalam berbagai pilihan sesuai dengan keperluan. Phytase yang tahan pada suhu tinggi, phytase yang optimum pada pH rendah sesuai pH dalam sistem pencernaan hewan ternak (pH 5,5), phytase yang dilapisi oleh semacam coating khusus agar tahan dan tidak mudah rusak oleh asam lambung, dan masih banyak lagi.
Saat ini berdasarkan penemuan mereka telah banyak dikembangkan phytase komersial yang mempunyai aktivitas yang labih baik dan mampu bekerja sesuai kondisi di dalam sistem pencernaan hewan ternak.
