KETAHANANN AMIDA DALAM SISTEM RUMEN DAN EFEKTIVITASNYA MEMODIFIKASI KOMPOSISI ASAM LEMAK PADA TIKUS SEBAGAI HEWAN MODEL PASCARUMEN SITTI WAJIZAH

Transkripsi

1 KETAHANANN AMIDA DALAM SISTEM RUMEN DAN EFEKTIVITASNYA MEMODIFIKASI KOMPOSISI ASAM LEMAK PADA TIKUS SEBAGAI HEWAN MODEL PASCARUMEN SITTI WAJIZAH SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

2 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Ketahanan Amida dalam Sistem Rumen dan Efektivitasnya Memodifikasi Komposisi Asam Lemak pada Tikus sebagai Hewan Model Pascarumen adalah 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 pada bagian akhir disertasi ini. Bogor, Januari 2012 Sitti Wajizah D

3 ABSTRACT SITTI WAJIZAH. Resistance of Amide in Ruminal System and Its Effectiveness in Modifying Fatty Acid Composition in Rat as Post Ruminal Model. Under supervision of KOMANG G. WIRYAWAN, WASMEN MANALU, and DWI SETYANINGSIH. Dietary n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA n-3), such as fish oil in ruminant potentially decrease cholesterol concentration in meat. Due to extensive lipolysis and hydrogenation of n-3 PUFA by rumen microorganism, n-3 PUFA was reacted with butylamine to produce fish oil amides that resist microbial breakdown in the rumen. Three in vitro trials were conducted to determine whether fish oil amides were degraded and hydrogenated by ruminal organism. The treatments consisted of ground corn hay supplemented with either no lipid, fish oil, combination of fish oil and amide, and amide alone. After 24 hours incubation, the degradation of amide was lower for 10% supplementation than for 5% supplementation (13% and 30% respectively). Fish oil amides had no effect on VFA, acetat:propionate, NH 3, microbial protein, and gas production. Relative to control, fish oil amide significantly reduced the degradabilities of dry and organic matters, and protozoa population in cultures. In in vivo experiment, fish oil amide was added to rat diets as post ruminal model. This experiment was conducted to study the effectiveness of fish oil amide in decreasing plasma cholesterol and triglyceride concentrations, increasing PUFA in rat muscle and its effect on blood hematological status. Thirty five male Sprague Dawley rats of 7 weeks old were randomly divided into 5 (five) treatment groups. Control group (A) was fed with semi-purified diet containing of 8% corn oil. Treatment groups were supplemented with 4.5% fish oil (B), 3% fish oil+1.5% fish oil amide (C), 1,5% fish oil+3% fish oil amide (D), and 4.5% fish oil amide (E), respectively. The result showed that fish oil amide supplementation could maintain the number of erythrocytes and hemoglobin, while hematocrit value began to decrease with 3% amide supplementation compared to fish oil supplementation (B) and 1.5% amide supplementation (C). The number of leucocytes in group with 4.5% amide supplementation significantly increased (P<0,05) compared to the group supplementing fish oil (B). Fish oil amide supplementation had no effect on plasma cholesterol and HDL concentrations, but began markedly increased (P<0,05) plasma triglyceride, LDL concentrations, and muscle cholesterol at 3% amide supplementation. There was no enriched levels of n-3 PUFA in rat muscle with amide supplementation. It was concluded that 3% amide supplementation gave negative impact on hematological status, plasma lipid profile, mucle and adipose tissue. Keywords: amide, fish oil, rumen, biohydrogenation, lipid profile

4 RINGKASAN SITTI WAJIZAH. D Ketahanan Amida dalam Sistem Rumen dan Efektivitasnya Memodifikasi Komposisi Asam Lemak pada Tikus Sebagai Hewan Model Pascarumen. Dibimbing oleh: Prof. Dr. Komang G. Wiryawan, Prof. Wasmen Manalu, PhD, dan Dr. Dwi Setyaningsih, M.Si. Pemberian pakan tinggi asam α-linolenat dan khususnya asam lemak dengan rantai yang lebih panjang, yaitu EPA dan DHA, dapat memperbaiki kandungan asam lemak tak jenuh rantai ganda atau polyunsaturated fatty acids (PUFA) n-3 dalam jaringan daging domba untuk memenuhi standar kesehatan yang optimal bagi diet manusia. Pada ruminansia, diet asam lemak mengalami biohidrogenasi yang ekstensif oleh mikroorganisme rumen sehingga penyerapan didominasi oleh asam lemak jenuh yang mengarah pada pembentukan lipoprotein berdensitas sangat rendah atau very-low-density lipoprotein (VLDL). Biohidrogenasi asam lemak dalam rumen dapat diatasi dengan melindungi asam lemak, terutama PUFA n-3 dalam bentuk amida. Penelitian ini dimulai dari tahap pembuatan amida minyak ikan, uji ketahanan dalam sistem rumen, dan efektivitasnya dalam mengubah profil lemak pada hewan model. Identifikasi gugus amida yang terbentuk dilakukan dengan spektroskopi inframerah, sedangkan GC-MS digunakan untuk mengetahui kadar senyawa amida yang terbentuk. Pengujian dalam sistem rumen secara in vitro memperlihatkan bahwa senyawa amida tetap terdeteksi dalam kultur setelah inkubasi selama 24 jam, dengan tingkat degradasi masing-masing 30% untuk pemberian 5% dan 13% untuk pemberian amida sebesar 10%. Namun kondisi ini belum mampu memperbaiki kecernaan substrat dalam kultur. Kondisi lingkungan rumen, seperti ph, produksi gas, VFA, NH 3 dan protein mikrob, masih dapat dipertahankan pada kisaran normal, dan tidak berbeda dari kontrol. Namun jumlah protozoa mulai menurun, kemungkinan karena mengalami lisis akibat pemberian amida. Pada pengujian ini, amida belum mampu mengatasi gangguan fermentasi akibat pemberian lemak, terutama asam-asam lemak tak jenuh. Hal ini ditandai dengan

5 rendahnya degradasi bahan kering dan bahan organik dibandingkan dengan kontrol yang tidak mendapat sumber lemak. Percobaan pada tikus sebagai hewan model pascarumen menunjukkan bahwa amida tidak dapat memasok EPA dan DHA dalam saluran pencernaan yang ditunjukkan oleh kecilnya proporsi EPA dan DHA dalam jaringan otot dibandingkan dengan pemberian minyak ikan. Tampaknya proses amidasi memutuskan ikatan rangkap pada minyak sehingga jumlahnya berkurang, dan sebagian mengalami penjenuhan. Hal ini terlihat dari kenaikan trigliserida dan LDL plasma, serta kolesterol jaringan otot pada pemberian amida. Hal ini tidak terlihat pada pemberian minyak ikan, karena EPA dan DHA bersifat menurunkan sintesis kolesterol dalam hati, serta menekan produksi lipoprotein endogen, meningkatkan eliminasi lipoprotein, atau meningkatkan aktivitas lipoprotein lipase. Pemberian amida menurunkan konsumsi dan kecernaaan bahan kering, serta kecernaan lemak. Hal ini mengakibatkan turunnya pertambahan bobot badan harian. Penurunan konsumsi bahan kering dapat disebabkan oleh faktor fisiologis atau palatabilitas, karena bau amida yang agak menyengat. Suplementasi amida tidak berpengaruh nyata pada konsentrasi kolesterol total dan HDL, tetapi mulai meningkatkan konsentrasi trigliserida, LDL, kolesterol daging pada pemberian 3% dalam ransum. Meskipun masih berada dalam kisaran normal, suplementasi 3% amida dalam ransum mulai memperlihatkan peningkatan jumlah leukosit, yang diikuti dengan menurunnya kadar Hb darah. Kata kunci: amida, minyak ikan, rumen, biohidrogenasi, profil lipid

6 Hak Cipta milik IPB, tahun 2012 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 dan tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

7 KETAHANAN AMIDA DALAM SISTEM RUMEN DAN EFEKTIVITASNYA MEMODIFIKASI KOMPOSISI ASAM LEMAK PADA TIKUS SEBAGAI HEWAN MODEL PASCARUMEN SITTI WAJIZAH Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Ternak SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012

8 Penguji pada Ujian Tertutup : Prof. Dr. Ir. Dwi Apri Astuti, M.S. Dr. Ir. Asep Sudarman, M.Rur.Sc. Penguji pada Ujian Terbuka : Dr. Ir. Jajat Jachja, M.Sc.Agr. Dr. Ir. Moh. Yamin, M.Agr.Sc.

9 HALAMAN PENGESAHAN Judul Disertasi : Ketahanan Amida dalam Sistem Rumen dan Efektivitasnya Memodifikasi Komposisi Asam Lemak pada Tikus sebagai Hewan Model Pascarumen Nama : Sitti Wajizah NRP : D Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Komang G Wiryawan Ketua Prof. Wasmen Manalu, PhD. Anggota Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si. Anggota Diketahui Ketua Departemen Ilmu Nutrisi dan Teknologi Pakan Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Dr. Ir. Idat Galih Permana M.Sc.Agr. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr. Tanggal Ujian: 31 Januari 2012 Tanggal Lulus:

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberi kesehatan dan kekuatan sehingga penulis akhirnya mampu menyelesaikan penulisan disertasi ini. Tema yang dipilih dalam penelitian yang mulai dilaksanakan sejak tahun 2009 ini ialah perlindungan PUFA n-3 dalam sistem rumen. Penelitian ini berjudul Ketahanan Amida Minyak Ikan dalam Sistem Rumen dan Efektivitasnya Memodifikasi Komposisi Lemak pada Tikus sebagai Hewan Model Pascarumen. Ungkapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Komang G. Wiryawan, Prof. Wasmen Manalu, PhD, dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, M.Si selaku komisi pembimbing yang telah memberi arahan serta bimbingan kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian hingga penyusunan disertasi ini. Rasa terima kasih yang dalam juga penulis sampaikan kepada ibu Dr. Ir. Dwierra Evvyernie A., MS. M.Sc selaku Ketua Program Studi Ilmu Nutrisi beserta para staf yang telah sekuat tenaga membantu penyelesaian studi penulis di saat-saat terakhir ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dirjen Dikti beserta jajarannya, Rektor Unsyiah beserta jajarannya, Rektor IPB beserta jajarannya, Pemerintah Provinsi Aceh yang telah mendukung penulis dengan beasiswa NAD, Toyota Astra yang telah memberikan bantuan dana untuk membantu penyelesaian studi, serta seluruh instansi dan perseorangan yang telah menyediakan fasilitas dan bantuan bagi penulis, mulai dari masa kuliah hingga selesainya disertasi ini. Kepada ayahanda dan ibunda tercinta penulis menghaturkan terima kasih yang tulus atas doa yang tak pernah putus, kasih sayang yang tak pernah pupus, dan dorongan semangat yang membuat penulis kembali bangkit. Kepada adikadikku terima kasih atas segala pengertian dan kasih sayang. Kepada suamiku terkasih, terima kasih atas segala kesabaran dalam penantian yang panjang, semoga kita dapat membangun harapan bersama ke depan. Terima kasih kepada sahabat-sahabat setiaku Dr. drh. Nurliana, M.Si, dan Dr. drh. Ummu Balqis, M. Si, serta adik-adikku di Radar 6 yang telah mendukung penulis dalam penyelesaian studi ini. Kepada teman-teman pascasarjana PTK yang senasib seperjuangan terima kasih atas segala kebersamaan, bantuan, dan dukungan semangat yang senantiasa ada terutama di masa-masa sulit ini. Semoga persahabatan kita tetap indah. Disertasi ini masih penuh kekurangan, saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan untuk menjadikan karya ini bermanfaat. Semoga Allah SWT meridhai. Amiin Bogor, Januari 2012 Sitti Wajizah

11 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Banda Aceh pada tanggal 28 Pebruari 1969 dari Bapak Amiruddin Abdul Wahab dan Ibu Sitti Halimah Hamzah. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Tahun 1987 penulis lulus dari SMA Negeri 3 Banda Aceh dan pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas Syiah Kuala melalui jalur PMDK, dan lulus pada tahun Pada tahun 1996 penulis menjalani program magister (S-2) pada Sekolah Pascasarjana IPB, Program Studi Ilmu Ternak dan lulus pada tahun Selanjutnya di tempat yang sama, pada tahun 2004 penulis menempuh program pendidikan doktoral (S-3). Sebuah artikel berjudul Profil Lemak Plasma dan Nilai Hematologi Tikus Sprague Dawley dengan Suplementasi Amida Minyak Ikan telah disetujui untuk diterbitkan pada Jurnal Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Syiah Kuala edisi Penulis merupakan staf pengajar Jurusan Peternakan Universitas Syiah Kuala sejak tahun 1993 sampai sekarang.

12 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR.. DAFTAR LAMPIRAN... xii xiv xv PENDAHULUAN 1 Latar Belakang. 1 Tujuan Penelitian.. 3 Manfaat Penelitian 3 Hipotesis Penelitian.. 3 TINJAUAN PUSTAKA Suplementasi Lemak dalam Pakan Ruminansia... 5 Metabolisme Lemak dalam Rumen.. 9 Tipe Lemak dan Kolesterol.. 13 Minyak Ikan dan Peranannya Perlindungan Asam Lemak dalam Rumen MATERI DAN METODE Sintesis Amida Minyak Ikan 23 Metode Analisis Minyak Ikan dan Amida Minyak Ikan. 23 Uji Ketahanan Minyak Ikan secara In Vitro. 26 Metode Analisis In Vitro.. 27 Efektivitas Suplementasi Amida Minyak Ikan pada Tikus sebagai Hewan Model Pascarumen. 30 Pengambilan Data dan Sampel.. 31 Metode Analisis In Vivo.. 32 Analisis Data 36 x

13 HASIL DAN PEMBAHASAN Produk Amida Minyak Ikan 37 Uji Ketahanan Amida Minyak Ikan secara In Vitro. 41 Uji Efektivitas Amida Pascarumen.. 51 Pembahasan Umum.. 64 SIMPULAN DAN SARAN 69 DAFTAR PUSTAKA.. 71 LAMPIRAN 79 xi

14 DAFTAR TABEL Halaman 1 Asam lemak utama dalam diet. 5 2 Asam lemak komponen lemak depo ternak (%) 7 3 Komposisi lemak berbagai jenis ternak (%) 14 4 Tempat sintesa dan pengaruh prostaglandin terhadap agregasi platelet Kandungan PUFA n-3 pada beberapa jenis ikan (%) 18 6 Komposisi minyak ikan dan minyak jagung (%) 30 7 Susunan ransum percobaan in vivo 31 8 Karakteristik minyak ikan untuk amidasi Karakteristik amida minyak ikan Komposisi kimia utama hasil amidasi minyak ikan Rataan ph cairan rumen in vitro pada perlakuan penambahan minyak ikan dan amida minyak ikan Rataan populasi protozoa/ml sampel rumen secara in vitro pada perlakuan penambahan minyak ikan dan amida minyak ikan Rataan N-NH 3, VFA total, produksi gas, dan protein mikrob secara in vitro pada perlakuan penambahan minyak ikan dan amida minyak ikan Rataan VFA parsial (mm) secara in vitro pada perlakuan penambahan minyak ikan dan amida minyak ikan Rataan DBO(%) dan DBK (%) secara in vitro pada perlakuan penambahan minyak ikan dan amida minyak ikan Senyawa amida (%) pada kultur in vitro pada perlakuan penambahan minyak ikan dan amida minyak ikan Nilai rata-rata hematologi darah tikus pada perlakuan suplementasi minyak ikan dan amida minyak ikan. 52 xii

15 18 Rataan konsentrasi lemak plasma dan daging tikus pada perlakuan suplementasi minyak ikan dan amida minyak ikan Rataan bobot akhir, PBBH, konsumsi nutrient, kecernaan nutrient, konversi pakan, dan kadar lemak daging tikus pada perlakuan suplementasi minyak ikan dan amida minyak ikan.. 62 xiii

16 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Lipolisis dan biohidrogenasi Fraksi lipida dalam duodenum ruminansia 11 3 Sintesis asam lemak jenuh dan asanm lemak tak jenuh tunggal oleh mikrob 12 4 Jalur metabolisme asam lemak esensial dari prekursor n-3 dan n Spektra IR hasil reaksi minyak ikan dan butilamina Spektra IR hasil reaksi minyak ikan dan urea Spektra IR hasil reaksi ester minyak ikan dan urea Spektra IR minyak ikan Kandungan asam lemak jaringan otot tikus pada perlakuan suplementasi minyak ikan dan amida minyak ikan.. 61 xiv

17 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Analisis sidik ragam populasi protozoa pada inkubasi 0 jam Analisis sidik ragam dan uji BNTpopulasi protozoa pada inkubasi 12 jam 81 3 Analisis sidik ragam populasi protozoa pada inkubasi 24 jam 81 4 Analisis sidik ragam produksi gas 82 5 Analisis sidik ragam nilai ph pada inkubasi 0 jam Analisis sidik ragam nilai ph pada inkubasi 24 jam 82 7 Analisis sidik ragam nilai ph pada inkubasi 48 jam 82 8 Analisis sidik ragam konsentrasi N-NH Analisis sidik ragam konsentrasi VFA total Analisis sidik ragam konsentrasi asetat Analisis sidik ragam konsentrasi propionat Analisis sidik ragam konsentrasi isobutirat Analisis sidik ragam konsentrasi n-butirat Analisis sidik ragam konsentrasi isovalerat Analisis sidik ragam rasio A:P Analisis sidik ragam dan uji BNT degradasi bahan organik pada inkubasi 0 jam Analisis sidik ragam dan uji BNT degradasi bahan organik pada inkubasi 24 jam Analisis sidik ragam dan uji BNT degradasi bahan organik pada inkubasi 48 jam Analisis sidik ragam dan uji BNT degradasi bahan kering pada inkubasi 0 jam. 86 xv

18 20 Analisis sidik ragam dan uji BNT degradasi bahan kering pada inkubasi 24 jam Analisis sidik ragam dan uji BNT degradasi bahan kering pada inkubasi 48 jam Analisis sidik ragam protein mikrob Analisis sidik peragam dan uji BNT PBBH Analisis sidik peragam eritrosit Analisis sidik peragam nilai hematokrit Analisis sidik peragam kadar hemoglobin Analisis sidik peragam dan uji BNT jumlah leukosit Analisis sidik peragam jumlah neutrofil Analisis sidik peragam jumlah jumlah limfosit Analisis sidik peragam jumlah monosit Analisis sidik peragam jumlah eosinofil Analisis sidik peragam konsentrasi kolesterol plasma Analisis sidik peragam dan uji BNT konsentrasi trigliserida plasma Analisis sidik peragam konsentrasi HDL plasma Analisis sidik peragam dan uji BNT konsentrasi LDL plasma Analisis sidik peragam dan uji BNT konsentrasi kolesterol daging Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan lemak daging Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam laurat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam miristat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam palmitat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam palmitoleat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam stearat. 100 xvi

19 43 Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam oleat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam linoleat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam linolenat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan asam arakidonat Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan EPA Analisis sidik peragam dan uji BNT kandungan DHA Analisis sidik peragam dan uji BNT konsumsi bahan kering Analisis sidik peragam dan uji BNT kecernaan bahan kering Analisis sidik peragam konsumsi protein Analisis sidik peragam dan uji BNT kecernaan protein Analisis sidik peragam dan uji BNT konsumsi lemak Analisis sidik peragam dan uji BNT kecernaan lemak 109 xvii

20 PENDAHULUAN Latar Belakang Domba merupakan salah satu sumber daging yang paling banyak dikonsumsi di dunia. Produksi daging domba terus meningkat karena memiliki nilai ekonomis yang tinggi, dan sangat efisien dalam mengubah hijauan yang berkualitas rendah menjadi daging yang berkualitas tinggi. Karakteristik daging domba didominasi oleh kandungan asam lemak jenuh atau saturated fatty acids (SFA) yang tinggi, dan memiliki rasio asam lemak tak jenuh ganda atau polyunsaturated fatty acids (PUFA) : SFA yang rendah (Cooper et al. 2004). Berdasarkan hal tersebut maka Lee et al. (2004) menyatakan bahwa konsumsi daging merah termasuk daging domba berisiko pada kesehatan, karena tingginya kandungan SFA (40-50%) dan rendahnya kandungan PUFA. Konsumsi SFA yang tinggi merupakan salah satu faktor pemicu berkembangnya beberapa jenis kanker, penyakit jantung koroner atau coronary heart disease (CHD), diabetes, dan obesitas. Asam lemak jenuh, terutama C14:0 dan C16:0, yang berlebihan mengakibatkan otot rentan terhadap resistensi insulin sehingga timbul hiperinsulinemia, atau meningkatkan produksi trigliserida dan kolesterol oleh hati yang meningkatkan faktor risiko aterosklerosis kronis (Moibi & Christopherson 2001). Manipulasi nutrisi merupakan salah satu jalan untuk mendapatkan komposisi lemak daging yang lebih sehat. Pakan ternak berbasis hijauan menghasilkan daging dengan sedikit lemak intramuskular dan kandungan PUFA yang lebih tinggi dibandingkan pakan ternak berbasis konsentrat. Aktivasi enzim -desaturase juga dapat meningkatkan kandungan asam lemak tak jenuh tunggal atau monounsaturated fatty acids (MUFA), yang berperan menurunkan penyakit metabolis pada manusia. Pemberian asam linoleat dan asam α-linolenat juga akan meningkatkan kandungan asam linoleat terkonjugasi atau conjugated linoleic acids (CLA), yang mempunyai aktivitas antikarsinogenik (Hausman et al. 2009). Ponnampalan et al. (2002) melaporkan bahwa sejak pertengahan 1990-an, peran tipe lemak diet dalam mempertahankan kesehatan manusia terfokus pada PUFA n-3 dalam diet. Salah satu sumber PUFA n-3 yang potensial adalah minyak

21 2 ikan laut yang mengandung asam eikosapentanoat (EPA; 20:5) dan asam dokosaheksanoat (DHA; 22:6). Kecukupan EPA dan DHA dapat mencegah terjadinya aterosklerosis dan penyakit jantung pada manusia dewasa. Minyak ikan mengandung PUFA n-3, seperti EPA dan DHA, dalam jumlah yang berlimpah, tetapi jarang terdapat pada lemak hewan (Irie & Sakimoto 1992). Penelitian terakhir menunjukkan bahwa pemberian pakan tinggi asam α- linolenat, khususnya asam lemak dengan rantai yang lebih panjang, yaitu EPA dan DHA, dapat memperbaiki kandungan PUFA n-3 dalam jaringan daging domba untuk memenuhi standar kesehatan yang optimal bagi diet manusia. Namun demikian, pada ruminansia, diet asam lemak mengalami hidrogenasi yang ekstensif oleh mikroorganisme rumen sehingga penyerapan didominasi oleh asam lemak jenuh yang mengarah pada pembentukan lipoprotein berdensitas sangat rendah atau very-low-density lipoprotein (VLDL). Trans-asam lemak tak jenuh tunggal atau monounsaturated fatty acids (MUFA) dan SFA yang merupakan bagian dari VLDL selanjutnya tergabung ke dalam lemak otot, yang berimplikasi pada rendahnya rasio PUFA : SFA pada daging domba (Jenkins 1993; Cooper et al. 2004). Gulati et al. (1999) melaporkan bahwa meskipun pada beberapa penelitian didapatkan bahwa EPA dan DHA hanya mengalami modifikasi sebagian oleh mikroorganisme rumen secara in vitro, hidrogenasi ruminal yang ekstensif terjadi pada asam-asam lemak tersebut secara in vivo. Selain itu, pakan yang mengandung PUFA memiliki beberapa pengaruh inter-relasi (baik positif maupun negatif) terhadap metabolisme rumen yang mempengaruhi pola fermentasi, jumlah protozoa, kecernaan pakan, efisiensi pertumbuhan mikrob, serta situs dan kinetika pencernaan (Chikunya et al. 2004). Biohidrogenasi asam lemak dalam rumen dapat diatasi dengan pemberian minyak yang tinggi asam lemak tidak jenuh yang dilapisi dengan suatu material yang tidak dapat dimetabolisme oleh mikroorganisme rumen, tetapi dapat dicerna dalam usus halus (Ekeren et al.1992). Penggunaan formaldehida dan mineral terutama Ca sudah banyak digunakan, meskipun hasilnya belum konsisten. Alternatif lain yang dapat dilakukan dalam melindungi asam lemak, terutama PUFA n-3, adalah dalam bentuk amida. Jenkins dan Adams (2002) mendapatkan

22 3 bahwa meskipun perlindungannya belum sempurna, ternyata linolamida dapat bertahan dari biohidrogenasi dalam rumen jauh lebih baik dari asam linoleat. Namun demikian, perlindungan dalam bentuk amida dari EPA dan DHA dalam minyak ikan masih jarang dilakukan. Berdasarkan pernyataan di atas, perlu dikaji pengaruh amida minyak ikan pada pola fermentasi rumen, dan efektivitasnya dalam meningkatkan aliran EPA dan DHA pascarumen, memperbaiki profil asam lemak plasma, dan deposisinya dalam jaringan otot tikus sebagai hewan model pascarumen. Penggunaan tikus didasarkan asumsi bahwa pencernaan pascarumen mempunyai kemiripan dengan pencernaan monogastrik pada nonruminan. Tujuan Penelitian 1. Mempelajari pembuatan amida minyak ikan. 2. Mengevaluasi ketahanan amida minyak ikan dalam rumen secara in vitro. 3. Mengevaluasi efektivitas amida minyak ikan pascarumen menggunakan hewan model tikus. Manfaat Penelitian 1. Mendapatkan teknologi pembuatan amida minyak ikan. 2. Menentukan kemampuan melindungi PUFA n-3 dari degradasi sistem rumen. 3. Menentukan profil lemak pada tikus sebagai hewan model. Hipotesis Penelitian 1. Amida minyak ikan dapat melindungi PUFA n-3 dari biohidrogenasi dalam rumen untuk pencernaan pascarumen. 2. Pemberian amida minyak ikan dapat meningkatkan kandungan PUFA n-3 dalam jaringan otot tikus. 3. Pemberian amida minyak ikan dapat memperbaiki profil lemak plasma tikus.

23 4

24 5 TINJAUAN PUSTAKA Suplementasi Lemak dalam Pakan Ruminansia Lipid adalah suatu substansi yang tidak larut air, tetapi larut dalam pelarut organik (eter, kloroform, heksan, dll). Lipid dalam bahan pakan biasanya dalam bentuk trigliserida yang terutama ditemukan dalam biji-bijian sereal, biji-bijian penghasil minyak, dan lemak hewan. Selain itu, lipid dalam bahan pakan juga terdapat dalam bentuk glikolipida yang terutama ditemukan dalam hijauan rumput-rumputan dan leguminosa, dan sejumlah kecil terdapat dalam bentuk fosfolipid (Wattiaux & Grummer 2006). Ginsberg dan Karmally (2000) membagi asam lemak dalam diet menjadi 3 kelompok utama, yaitu asam lemak jenuh atau saturated fatty acids (SFA), asam lemak tak jenuh tunggal atau monounsaturated fatty acids (MUFA), dan asam lemak tak jenuh ganda atau polyunsaturated fatty acids (PUFA). Perbandingan berdasarkan bobot antara PUFA dan SFA dikenal dengan rasio PUFA : SFA. Asam lemak utama yang terdapat dalam triasilgliserol diet (lemak dan minyak) dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Asam lemak utama dalam diet Kelompok asam lemak Nama asam lemak Asam lemak jenuh Asam laurat (12:0) Asam miristat (14:0) Asam palmitat (16:0) Asam stearat (18:0) Asam lemak tak jenuh Asam oleat (18:1n-6) trans-16:1n-9 dan trans-18:1n-9 Omega 6 Asam linoleat (18:2n-6) Omega 3 Asam α-linoleat (18:3n-3) Asam eikosapentanoat (20:5n-3) Asam dokosaheksanoat (22:6n-3) Sumber: Ginsberg & Karmally (2000)

25 6 Lazimnya, pakan ternak produksi mengandung sedikit atau tanpa penambahan lemak. Sumber asam lemak satu-satunya terdapat secara alami dalam bahan pakan. Penggunaan lemak terutama terbatas pada pakan unggas dan pengganti susu pada ruminansia muda. Namun demikian, akhir- akhir ini terjadi perkembangan yang pesat dalam penambahan lemak pada pakan ternak produksi. Pemberian lemak biasanya dimaksudkan untuk meningkatkan kepadatan energi dalam pakan, di samping memiliki keuntungan lain, seperti meningkatkan penyerapan nutrien larut lemak dan mengurangi debu pada pakan (Palmquist 1988). Sejalan dengan meningkatnya pengetahuan tentang pengaruh asam lemak tertentu pada kandungan lemak darah, dikeluarkanlah rekomendasi internasional menyangkut jumlah dan komposisi lemak diet yang dikonsumsi. Lemak hewan ternyata tidak direkomendasikan karena terlalu banyak mengandung SFA dan terlalu sedikit PUFA. Di samping itu, pentingnya PUFA n-3 telah lama diketahui sehingga rasio n-3: n-6 menjadi penting. Usaha untuk mendapatkan pangan asal hewan yang lebih sehat bertujuan untuk mengubah pola asam lemak produk, agar sedapat mungkin sesuai dengan rekomendasi kesehatan (Leibetseder 1997). Ponnampalan et al. (2001) menambahkan bahwa tipe lemak pada pakan ternak domestikasi dapat mempengaruhi komposisi asam lemak total dan lemak netral pada jaringan otot. Asam lemak jenuh bila diberikan melebihi kebutuhan akan dideposit pada jaringan lemak sebagai trigliserida cadangan, sedangkan PUFA terutama n-3 sebagian besar dideposit dalam fosfolipid struktural. Mayoritas lipid sel terdiri atas fosfolipid dan kolesterol, yang memainkan peranan penting dalam menentukan struktur lipoprotein plasma, juga sangat mempengaruhi fungsi protein membran seperti aktivitas insulin pada jaringan lemak otot. Komposisi asam lemak pada domba dipengaruhi oleh umur, jenis kelamin, kastrasi, dan pakan. Ternak yang gemuk biasanya berumur tua, sehingga pengaruh umur pada komposisi asam lemak menjadi relevan. Domba yang berumur di atas satu tahun kandungan lemaknya menjadi lebih keras, dengan peningkatan kandungan asam stearat dan penurunan kandungan asam oleat. Komposisi asam lemak pada domba betina dan domba jantan kastrasi hanya sedikit berbeda,

26 7 namun terdapat perbedaan yang besar antara komposisi asam lemak subkutan pada domba jantan dan domba jantan kastrasi. Perbedaan ini disebabkan domba betina dan domba jantan kastrasi lebih gemuk daripada domba jantan pada umur yang sama. Pengaruh penambahan lemak pada pakan relatif kecil dalam mempengaruhi komposisi lemak karena asam lemak segera terhidrogenasi dalam rumen, kecuali bila diberikan dalam bentuk terproteksi. Komponen pakan selain lemak mempunyai pengaruh yang besar pada jenis asam lemak dalam depot lemak, dalam kaitannya dengan sintesis asam lemak de nuvo (Enser 1991). Komposisi asam lemak depo dari beberapa jenis ternak dapat dilihat pada Tabel 2 berikut ini. Tabel 2 Asam lemak komponen lemak depo ternak (%) Hewan Komposisi asam lemak 12:0 14:0 16:0 18:0 20:0 16:1 18:1 18:2 18:3 20:1 Sapi Babi Domba Kambing Kuda Ayam Kalkun Sumber: deman (1997). Suplementasi lemak merupakan alternatif yang relatif murah dalam formulasi pakan ternak pedaging, dan penggunaannya dapat memodifikasi komposisi asam lemak daging. Namun, pemberian lemak dalam ransum ruminansia terbatas sampai tingkat yang relatif rendah untuk mencegah timbulnya masalah pada fermentasi rumen. Pemberian lemak dapat menurunkan pencernaan serat karena menghambat fermentasi mikrob yang terjadi dalam rumen. Penurunan kecernaan serat lebih parah pada pemberian sumber lemak yang tak jenuh dibandingkan sumber lemak jenuh. Kandungan lemak dalam ransum ruminansia berkisar antara 4-5%, sementara pada tingkat yang lebih tinggi berpengaruh negatif pada fermentasi mikrob dalam rumen. Rekomendasi yang

27 8 umum untuk kandungan lemak dalam ransum tidak melebihi 6-7% dari bahan kering ransum (Jenkins 1998; Bauman et al. 2003). Penambahan lemak dalam pakan ruminansia dapat mengganggu fermentasi dalam rumen, sehingga menyebabkan menurunnya kecernaan energi dari sumber bukan lemak. Kecernaan karbohidrat struktural dalam rumen dapat menurun 50% atau lebih dengan penambahan lemak kurang dari 10%. Penurunan kecernaan berbarengan dengan turunnya produksi metan, hidrogen, dan VFA, serta turunnya rasio asetat:propionat. Metabolisme protein dalam rumen juga mengalami perubahan dengan terganggunya fermentasi rumen akibat penambahan lemak. Penurunan kecernaan protein dalam rumen berbarengan dengan turunnya konsentrasi amonia, dan meningkatnya aliran N ke dalam duodenum (Jenkins 1993). Sintesis asam lemak de novo dipengaruhi oleh densitas energi pakan. Pakan hijauan mempunyai densitas yang rendah, sehingga membatasi deposisi lemak. Penambahan konsentrat biji-bijian yang kaya pati pada hijauan akan meningkatkan densitas energi. Pati akan difermentasi dalam rumen menjadi asam lemak terbang atau volatile fatty acids (VFA), terutama asam asetat dan asam propionat yang segera diserap dan digunakan sebagai substrat dalam sintesis asam lemak (Enser 1991) Penambahan lemak dalam ransum ruminansia juga dapat mengakibatkan turunnya kecernaan asam lemak, yang umumnya berhubungan dengan sifat dari komposisi asam lemak itu sendiri. Pada kondisi tertentu, kecernaan SFA dapat lebih rendah dibandingkan kecernaan PUFA. Bilangan Iod atau Iodine Value (IV) 50 atau lebih berpengaruh kecil pada kecernaan asam lemak. Namun demikian, kecernaan menurun bila IV menurun di bawah 50, terutama bila IV jatuh dari nilai 27 menjadi 11. Pada asupan asam lemak yang rendah, kecernaan asam lemak sejati masing-masing mencapai 89% untuk lemak dengan IV>40 dan 74% untuk lemak dengan IV<40. Namun demikian, kecernaan asam lemak semakin menurun dengan meningkatnya asupan asam lemak dengan IV>40 (Jenkins 1998). Komposisi lemak daging mencerminkan metabolisme lipid ransum dalam rumen. Jaringan tubuh ruminansia tidak mensintesis PUFA, sehingga konsentrasinya dalam jaringan tubuh bergantung pada jumlah yang keluar dari

28 9 rumen. Untuk mendapatkan produk daging yang lebih sehat, terutama dengan peningkatan PUFA dan mendapatkan rasio n-3:n-6 yang lebih baik, dilakukan penambahan sumber PUFA n-3 dalam pakan ternak, terutama yang berasal dari minyak ikan. Minyak ikan mengandung dua jenis asam lemak rantai panjang atau long chain fatty acids (LCFA), yaitu EPA dan DHA yang biasanya diberikan dalam bentuk lemak terlindungi (Chilliard et al. 2000; Bauman et al. 2003). Metabolisme Lemak dalam Rumen Demeyer dan Doreau (1999) menjelaskan bahwa hidrolisis merupakan langkah pertama metabolisme lipid dalam rumen. Triasilgliserol, fosfolipid, dan galaktosil lipid dalam pakan hijauan dan konsentrat segera mengalami hidrolisis dalam rumen oleh lipase ekstraselular yang dihasilkan oleh sejumlah kecil bakteri. Beberapa aktivitas kemungkinan berhubungan dengan fraksi protozoa. Produk akhir yang dihasilkan berupa asam lemak bebas, selain itu juga gliserol dan galaktosa yang diubah menjadi VFA. Tingkat hidrolisis sangat tinggi terutama pada lemak yang tidak terproteksi mencapai 85-95%, persentase hidrolisis lebih tinggi pada pakan kaya lemak dibandingkan dengan pakan konvensional, dimana sebagian besar lemak terdapat dalam struktur sel (Tamminga & Doreau 1991). Hidrogenasi terjadi oleh berbagai jenis bakteri, dimulai dengan isomerisasi oleh enzim bakteri (Gambar 1). Asam linolenat (C18:3 n-3) umumnya mengalami hidrogenasi sempurna menjadi asam stearat (C18:0). Sebaliknya hidrogenasi asam linoleat (C18:2 n-6) berlangsung tidak sempurna. Hidrogenasi menghasilkan asam stearat dan asam trans-vaksenat (C18:1 n-7), menunjukkan tingkat hidrogenasi yang tinggi terhadap asam linoleat dan asam linolenat. Rata-rata hanya kurang dari 10% asam linoleat dan kurang dari 5% asam linolenat yang terbebas dari hidrogenasi. Tingkat hidrogenasi asam trans-vaksenat menjadi asam stearat bergantung pada kondisi rumen. Hidrogenasi menjadi asam stearat dipacu oleh adanya cairan rumen bebas sel dan partikel pakan, tetapi dihambat oleh asam linoleat dalam jumlah besar (Tamminga & Doreau 1991; Jenkins 1993)

29 10 Lipolisis dan biohidrogenasi Lemak pakan teresterifikasi lipase galaktosidase fosfolipase FFA tak jenuh (Cth: cis-9, cis-12, C18:2) cis-9, trans-11 C18:2 trans-11 C18:1 C18:0 isomerase reduktase reduktase Gambar 1 Tahap kunci lemak pakan teresterifikasi menjadi asam lemak jenuh oleh lipolisis dan biohidrogenasi dalam rumen (Jenkins 1993). Jenkins (1993) juga menambahkan bahwa tingkat hidrogenasi pada asam lemak tak jenuh bergantung pada derajat ketidakjenuhan suatu asam lemak serta jumlah dan frekuensi pemberiannya dalam pakan. Hidrogenasi yang dialami PUFA dalam rumen diperkirakan berkisar 60-90%, sedangkan asam lemak rantai panjang hanya mengalami sedikit degradasi dalam rumen. Sebagian besar asam lemak yang disintesis oleh mikrob rumen bergabung dalam fosfolipid. Kira-kira 85-90% asam lemak yang meninggalkan rumen merupakan asam lemak bebas, dan sekitar 10-15% adalah fosfolipid mikrob. Karena asam lemak bersifat hidrofobik, maka akan terikat pada partikel pakan dan mengangkutnya menuju duodenum. Lipolisis dalam rumen berlangsung sangat efisien. Oleh sebab itu, hampir semua lemak yang teresterifikasi yang mencapai duodenum dalam bentuk sel mikrob. Namun demikian, lipolisis dan biohidrogenasi menurun pada ph rumen yang rendah, seperti pada pakan kaya biji-bijian (Palmquist 1988). Lipid yang terdapat dalam duodenum ruminansia terbagi menjadi 3 fraksi (Gambar 2), yaitu: lipid pakan yang lolos dari transformasi mikrob, lipid pakan setelah mengalami transformasi mikrob, dan lipid mikrob. Lipid pakan yang

30 11 mengalami transformasi dan lipid mikrob dalam isi duodenum tersimpan dalam jaringan ruminansia (Jenkins 1994). Fraksi lipid dalam duodenum ruminansia DIET DL a RUMEN DL DLt VFA c b c Mikroba DUODENUM DL ML DLt Gambar 2 Lipid dalam duodenum ruminansia terdiri atas lipid pakan yang mencapai duodenum tanpa perubahan (DL), lipid pakan setelah hidrogenasi oleh mikrob rumen (DLt), dan lipida mikrobial (ML). Huruf merujuk pada a) konversi DL menjadi DLt oleh biohidrogenasi, b) sintesis lipid secara de novo oleh mikrob rumen dari VFA, dan c) asupan langsung DL dan DLt oleh mikrob rumen (Jenkins 1994). Jenkins (1993) melaporkan bahwa kandungan lipid total dari massa bakteri kering dalam rumen berkisar antara 10-15%, baik yang berasal dari sumber eksogen (asupan diet LCFA) maupun sumber endogen (sintesis de novo). Sebagian asam lemak yang ditemukan dalam rumen merupakan komponen fosfolipid membran mikrob. Asam lemak yang disintesis secara de novo terutama terdiri atas C18:0 dan C16:0. Asam lemak bakteri mengandung 15-20% MUFA, yang disintesis melalui jalur anaerobik (Gambar 3). Bakteri rumen biasanya tidak mensintesis PUFA, kecuali dari kelompok cyanobacteria. Namun demikian, PUFA yang dilaporkan terdapat dalam mikrob rumen tampaknya berasal dari asupan eksogen dari asam lemak yang membentuk PUFA. Tingkat suplementasi lemak dan komposisinya dapat berpengaruh pada komposisi asam lemak dari mikroorganisme rumen (Bauman et al. 2003). Lipid pascarumen terutama terdiri atas asam lemak jenuh tidak teresterifikasi atau Non-

31 12 esterified Fatty Acids (NEFA) yang berasal dari pakan dan mikrob (70%), dan sejumlah kecil (10%-20%) fosfolipid mikrob. Umumnya, koefisien penyerapan asam lemak individual dalam usus halus berkisar antara 80% (untuk SFA) sampai 92% (untuk PUFA) pada pakan konvensional dengan kandungan lemak rendah (2-3% bahan kering) (Bauchart 1993). Sintesis asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh tunggal oleh mikrob VFA C10 β-hidroksi C10 β, γ α, β Dehidrasi cis-3-dekanoat trans-2-dekanoat Tanpa reduksi Dekanoat Pemanjangan rantai C16:1 C16: Penambahan unit C C18:1 C18:0 Gambar 3 Sintesis MUFA oleh mikrob rumen melalui jalur anaerob (Jenkins 1993). Pemberian sejumlah besar EPA dan DHA diduga dapat menurunkan tingkat hidrogenasinya, baik secara in vitro maupun in vivo dalam percobaan jangka pendek (3 hari). Pasokan EPA dan DHA, melalui mekanisme yang belum diketahui juga meningkatkan trans-mufa dan conjugated linoleic acids (CLA) (Chilliard et al. 2000).

32 13 Tipe Lemak dan Kolesterol Tingginya konsumsi lemak dan SFA dipercaya secara luas berkonstribusi terhadap meningkatnya kasus penyakit jantung koroner atau coronary heart disease (CHD), yang merupakan penyebab kematian utama pada sebagian negara industri. Adanya korelasi positif antara konsumsi lemak asal hewan dan kematian yang disebabkan CHD, tampaknya sangat dipengaruhi oleh konsentrasi lipoprotein berdensitas rendah atau low density lipoproteins (LDL) yang merupakan faktor risiko timbulnya CHD. Lipoprotein merupakan kompleks protein-lipid dalam darah, yang terdiri atas tiga tipe: lipoprotein berdensitas rendah atau low density lipoproteins (LDL) yang molekulnya terdiri atas 46% kolesterol; lipoprotein berdensitas tinggi atau high density lipoproteins (HDL) yang mengandung 20% kolesterol, dan lipoprotein berdensitas sangat rendah atau very low density lipoproteins (VLDL) yang mengandung 8% kolesterol. Tingginya kandungan kolesterol dalam LDL merupakan penyebab utama timbulnya CHD, sebaliknya HDL berperan sebagai pelindung (Bender 1992; Bandara 1997). Bender (1992) menyatakan bahwa tingginya kandungan kolesterol total darah sangat berhubungan dengan tingginya kejadian CHD, dan tingginya asupan SFA dapat meningkatkan kandungan kolesterol darah. Miristat dan palmitat merupakan SFA utama dalam diet yang menyebabkan meningkatnya kolesterol darah, sehingga meningkatkan LDL. Stearat yang juga merupakan SFA yang utama dalam diet tidak memperlihatkan pengaruh yang sama. Hal ini karena stearat diubah menjadi oleat yang merupakan MUFA. Asam lemak dengan panjang rantai yang lebih pendek tampaknya juga tidak berpengaruh. Seperempat dari SFA dipasok dari lemak asal daging, sehingga konsumsi daging sendiri berada dalam ancaman. Komposisi lemak dari beberapa ternak dapat dilihat pada Tabel 3 berikut.

33 14 Tabel 3 Komposisi lemak berbagai jenis ternak (%) Jenis lemak Lemak total Persentase dari lemak total SAFA MUFA PUFA Lemak sapi Lemak domba Lemak babi Ayam, daging, dan kulit Itik, daging, dan kulit Hati sapi Sumber: Bender (1992). Gurr (1992) mendeskripsikan CHD sebagai suatu kondisi ketika arteri utama (coronary) yang memasok darah ke jantung kehilangan kemampuan untuk memasok darah dan oksigen dalam jumlah yang cukup ke otot jantung (myocardium). Tahapan perkembangan penyakit ini dimulai dengan menyempitnya arteri utama oleh endapan campuran kompleks lemak pada dinding arteri, proses tersebut dikenal dengan asteriosklerosis. Tahapan yang fatal ketika terbentuknya gumpalan darah (thrombosis) yang menghambat aliran darah melalui arteri yang telah menyempit. Menurunnya aliran darah ke otot jantung menyebabkan otot jantung kekurangan oksigen sehingga terjadi kerusakan yang ekstensif, yang dikenal dengan serangan jantung (myocardial infraction). Asam lemak tak jenuh ganda (PUFA) terutama dari seri n-3 mempunyai pengaruh yang menguntungkan dalam menekan kejadian CHD, karena dapat mencegah terjadinya asteriosklerosis dan komplikasi karena trombosis. Asam lemak n-3 yang berasal dari laut memiliki pengaruh antitrombosis, memodifikasi agregasi platelet, menurunkan kekentalan darah, dan meminimalisir respons inflamasi dalam dinding pembuluh darah. Pemberian PUFA n-3 pada ruminansia bertujuan meningkatkan konsentrasinya dalam jaringan tubuh untuk meningkatkan produksi dan kesehatan, serta meningkatkan asam lemak nutraceuticals untuk meningkatkan kesehatan manusia (Jenkins 2004).

34 15 Minyak Ikan dan Peranannya Ditemukannya hubungan antara lemak diet dengan penyakit pembuluh darah jantung atau cardiovascular (CVD), telah menelurkan rekomendasi yang menyarankan penggantian kolesterol dan SFA dalam diet dengan PUFA. Kelompok PUFA ditandai dengan adanya ikatan rangkap pada rantai karbonnya. Dua kelompok PUFA yang penting adalah PUFA n-6 dan PUFA n-3, yang masing-masing posisi ikatan rangkap pertamanya pada atom karbon keenam dan ketiga dari ujung metil rantai karbon. Kelompok PUFA n-6 penting dalam diet dan terutama terdapat dalam minyak tumbuhan. Asam linoleat (18:2n-6) yang merupakan sumber PUFA n-6 dalam diet terdapat dalam jumlah yang melimpah dalam minyak tumbuhan (kedelai, jagung, dan safflower), dan merupakan prekursor asam arakidonat (20:4n-6). Kelompok PUFA n-3 terkandung dalam jumlah yang sedikit dalam kebanyakan bahan makanan, kecuali ikan. Asam linolenat (18:3n-3) terdapat dalam konsentrasi yang rendah dalam jaringan tumbuhan dan minyak kedelai. Ikan laut merupakan sumber yang kaya asam eikosapentanoat atau EPA (20:5n-3) dan asam dokosaheksanoat atau DHA (22:6n-3). Asam linolenat juga merupakan prekursor EPA dan DHA (Kinsella 1987; Cunnane & Griffin 2002). Bukti epidemiologis yang berhubungan dengan meningkatnya asupan PUFA n-3 dari ikan dengan turunnya kejadian CHD, mendorong penelitian yang intensif mengenai pengaruh minyak ikan pada resiko CHD. Secara nyata terlihat bahwa PUFA n-3 dari minyak ikan lebih efektif dalam menurunkan hiperlipidemia dibandingkan PUFA n-6 dari minyak tumbuhan, karena lebih efektif dalam menghambat sintesis asam lemak dan pembentukan lipoprotein dalam hati, serta meningkatkan katabolisme lipoprotein. Selain itu, PUFA n-3 dari minyak ikan berpengaruh langsung pada kesehatan CVD, melalui pengaruhnya pada fungsi platelet. Agregasi platelet yang berlebihan dapat menyebabkan stroke yang menyebabkan trombosis dan menyumbat arteri ke otak. Beberapa PUFA n-3 seperti EPA dan asam DHA menghasilkan eikosanoid dengan pengaruh imflamasi yang rendah, menyebabkan vasodilatasi, dan menghambat agregasi platelet dibandingkan dengan PUFA n-6 dari minyak tumbuhan (Kinsella 1987; Azain 2004).

35 16 Menyangkut fungsinya sebagai prekursor eikosanoid, EPA mendapat perhatian khusus yang penting secara fisiologis. Asam ini termasuk kelompok substansi yang secara fisiologis potensial, yaitu prostaglandin, tromboksan, dan leukotrien. Ketiga substansi ini terbentuk dari prekursor asam lemak dengan masuknya atom oksigen ke dalam rantai asam lemak. Asam lemak terpenting yang bertindak sebagai prekursor untuk sintesis eikosanoid adalah asam arakidonat. Proses oksigenasi terjadi dalam dua jalur utama, yaitu jalur siklik yang membentuk prostaglandin dan tromboksan, dan jalur linear yang menghasilkan leukotrien. Pembentukan prostaglandin dan tromboksan menjadi penting karena perannya dalam agregasi platelet. Ada dua jenis PUFA yang terlibat dalam produksi kedua substansi tadi, yaitu asam linoleat sebagai prekursor asam arakidonat dan asam linolenat sebagai prekursor EPA dan DHA (Gambar 4)(Groff & Gropper 2000; McCowen & Bistrian 2003). Jalur n-6 Jalur n-3 18:2n-6 (asam linoleat) 18:3n-3 (asam linolenat) 20:3n-6 inhibisi 20:4n-3 20:4n-6 (asam arakidonat) 20:5n-3 (EPA dari minyak ikan) Prostanoid seri-2 Prostanoid seri-3 Leukotrien seri-4 Leukotrien seri-5 Gambar 4 Jalur metabolisme asam lemak esensial dari prekursor n-3 dan n-6 (McCowen & Bistrian 2003) Proses oksigenasi siklik dari asam arakidonat akan menghasilkan prostaglandin E 2 (PGE 2 ) yang mengganggu fungsi sistem imunitas karena berperan dalam menghasilkan sel-sel T penekan. Konsumsi ikan laut yang menyediakan EPA dalam jumlah tinggi dapat melindungi manusia dari trombosis dan serangan jantung karena mengandung rasio PGI 3 /TXA 3 yang terbaik. Tempat sintesis dan pengaruh prostaglandin pada agregasi platelet dapat dilihat pada Tabel 4 (Lands 1982; Kelley et al. 1988; Marinetti 1990; Terry et al. 2003).

36 17 Tabel 4 Tempat sintesis dan pengaruh prostaglandin pada agregasi platelet Prostaglandin Tempat sintesis Pengaruhnya pada agregasi TXA 2 Platelet Stimulasi PGI 2 Sel endotel Inhibisi TXA 3 Platelet Tidak berpengaruh PGI 3 Sel endotel Inhibisi Sumber: Marinetti (1990) Pemberian minyak ikan juga diketahui dapat menekan produksi prostaglandin dan tromboksan dari asam arakidonat, sehingga membatasi pengaruh inflamasi dengan menghasilkan prostaglandin dan leukotrien seri 3 dan 5. Meningkatnya asupan EPA dan DHA dari minyak ikan akan meningkatkan proporsi EPA dan DHA dalam plasma dan fosfolipid eritrosit, berbarengan dengan menurunnya proporsi asam arakidonat dalam plasma dan fosfolipid eritrosit dan menurunnya asam linoleat dalam fosfolipid eritrosit. Selain menghambat agregasi platelet, minyak ikan juga berpengaruh dalam hipolipidemia dan menurunkan kolesterol plasma, yang pada akhirnya akan meminimalisir pembentukan plak. EPA dalam minyak ikan juga dapat menurunkan produksi faktor pengaktif platelet atau platelet activating-factor (PAF), dan bersifat antiinflamasi karena menekan produksi leukotrien-b 4 dalam leukosit yang menyebabkan respons inflamasi pada leukosit (Marinetti 1990; McCowen & Bistrian 2003; Trebble et al. 2003). Minyak ikan mengandung berbagai jenis asam lemak, terutama dari kelompok PUFA n-3. Ikan menyerap dan menyimpan berbagai asam lemak yang tersedia dalam pakannya, selanjutnya juga mengubah komponen lain dari diet seperti alkohol dari ester lilin menjadi asam lemak dan menyimpannya dalam jaringan tubuh. Ikan juga mampu mensintesis asam lemak secara de novo serta melakukan desaturasi dan perpanjangan dari asam lemak yang tersedia. Asam lemak utama dalam minyak ikan adalah EPA dan DHA, yang jumlahnya mencapai 20% atau lebih pada beberapa minyak, di samping sejumlah kecil asam α-linolenat atau α-linolenic acid (LNA), seperti terlihat pada Tabel 5 (Enser 1991).

37 18 Tabel 5 Kandungan PUFA n-3 pada beberapa jenis ikan (%) Jenis ikan LNA (18:3) EPA (20:5) DHA (22:6) EPA + DHA (20:5 + 22:6) Atlantic mackerel King mackerel Chub mackerel Atlantic salmon Pacific herring Atlantic herring Lake trout Bluefin tuna Chinook salmon Anchovy, Eropa Atlantic bluefish Sockeye salmon Sarden, kaleng Chum salmon Pink salmon jarang Sumber: Nettleton (1995). Dalam tinjauannya Azain (2004) mengungkapkan bahwa pemberian minyak ikan untuk nonruminan dapat meningkatkan kandungan PUFA n-3 dalam jaringan tubuh. Irie dan Sakimoto (1992) melaporkan bahwa pemberian diet dengan 6% minyak ikan untuk babi selama 4 minggu, dapat meningkatkan kandungan EPA dan DHA dalam daging masing-masing 5 dan 10 kali lipat. Untuk memanipulasi profil asam lemak dalam jaringan tubuh ruminansia lebih sulit. Meskipun ada peningkatan PUFA n-3 dalam fosfolipid otot pada pemberian minyak ikan, fraksi tersebut hanya sejumlah kecil dari keseluruhan lemak daging. Namun demikian, peningkatan PUFA n-3 pada daging tanpa lemak (lean) masih dimungkinkan untuk mendapat daging yang mengandung PUFA n-3 dalam jumlah yang cukup berarti (Nettleton 1994). Pengujian terhadap komposisi kelompok lipid plasma menunjukkan bahwa EPA terinkorporasi lebih baik dibandingkan DHA ke dalam cholesteryl ester dan

38 19 ini mencerminkan aktivitas dari lechitin cholesteryl acyl transferase. Fraksi cholesteryl ester mengandung sekitar 80% asam lemak tak jenuh atau unsaturated fatty acids (UFA). Komposisi asam lemak dari triasilgliserol dan asam lemak bebas dalam plasma serupa dengan dalam digesta abomasum, yang mencerminkan pencernaan dan transfer lemak diet. Kandungan EPA dan DHA dalam triasilgliserol plasma tidak tercermin dalam triasilgliserol jaringan lemak. Tidak adanya inkorporasi EPA atau DHA ke dalam triasilgliserol jaringan adiposa menunjukkan bahwa pada tingkat intestinal asam lemak tersebut tergabung ke dalam kilomikron triasilgliserol, tetapi tidak ditransfer dari pool plasma ke dalam jaringan adiposa. Hal ini berbeda dari EPA dan DHA yang diserap oleh kelenjar susu dan terinkorporasi ke dalam triasilgliserol susu. Suplementasi minyak ikan tuna pada ruminansia menurunkan kandungan triasilgliserol dan kolesterol plasma karena adanya penghambatan sintesis dalam usus dan hati (Kitessa et al. 2001). Demirel et al. (2004) melaporkan bahwa perlakuan minyak linseed bersama minyak ikan pada domba meningkatkan konsentrasi EPA dan DHA secara nyata dalam fosfolipid otot dan fraksi lemak netral dan polar dalam hati, dibandingkan dengan pemberian minyak linseed secara tunggal. Perlakuan tersebut juga meningkatkan rasio PUFA:SFA dalam hati dan jaringan adiposa tetapi tidak dalam otot dan memperbaiki rasio PUFA n-6:n-3. Percobaan Gulati et al. (1999) terhadap dosis minyak ikan yang diberikan pada domba menunjukkan adanya hidrogenasi yang cukup besar terhadap EPA dan DHA bila konsentrasi minyak ikan kurang dari 1 mg/ml cairan rumen, sedangkan produksi asam lemak trans-c18:1 sangat tinggi. Pada konsentrasi minyak ikan yang lebih tinggi, isomer ini menurun yang menandai adanya penghambatan biohidrogenasi. Perlindungan Asam Lemak dalam Rumen Ruminansia dan populasi mikrob yang hidup bersamanya berkembang hanya dengan kandungan lemak yang rendah dalam pakan. Kelebihan lemak 2-3% dari bahan kering pakan dapat menghambat aktivitas mikrob, terutama bakteri selulolitik dan metanogenesis. PUFA lebih bersifat toksik terhadap beberapa mikrob rumen, terutama protozoa dan bakteri metanogen. Pemberian lemak juga memperlihatkan penurunan kecernaan serat kasar, terutama pada domba.