Pemanfaatan Limbah Biomass Berbasis Polisakarida

Limbah kelapa sawit, salah satunya Palm Kernel Meal (PKM) masih belum termanfaatkan secara maksimal (image from manufacturer.com)

(Proses Degradasi Polisakarida Menjadi Sakarida Sederhana)

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.

A. 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.

B. 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.

C. 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.

D. 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.

• Use of enzyme to improve the nutritional value of palm kernel meal and copra meal
  
• Improving cellulose hydrolysis with new cellulase composition
• Mannan hydrolysis by hemi-cellulases (pdf)
• Microbial hydrolysis of polisacharides

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.

Mengenal DNA Lebih Dekat (Anatomi DNA)

DNA (deoxyribose nucleic acid) merupakan komponen penyusun kehidupan. Zat inilah yang membuat lebah adalah seekor lebah dan kanguru adalah kanguru. DNA adalah apa yang membuat tiap-tiap individual (apapun jenis dan spesiesnya) unik.

Ia terdapat pada semua organisme hidup dari mulai bakteri terkecil sampai ikan paus  raksasa. Molekul ini tidak hanya menentukan sifat fisik, seperti warna rambut dan warna mata, tapi juga kemungkinan penyakit yang dimiliki. DNA adalah material pembawa sifat yang dapat ditemukan pada sel. Ia menyediakan instruksi untuk membuat, menjaga, dan mengatur kerja sel dan organisme.

Bentuk DNA

Pada tahun 1953, berdasar hasil penelitian dari Rosalind Franklin, James Watson and Francis Crick,  DNA diketahui berbentuk double helix. Terdiri dari dua pita yang berpilin menjadi satu.

Gambar 1. Contoh Double helix

Gambar di tengah menunjukkan model double helix, yang merupakan struktur DNA. Ingat bahwa double helix terdiri dari dua rantai, satu berwarna biru, dan satunya kuning. Contoh helix misalnya pada rajutan tali, seperti pada gambar sebelah kanan.

Penyusun Utama DNA

Sesuai dengan namanya, DNA, Deoxyribose Nucleic Acid. Penyusun utama DNA adalah gula ribose yang kehilangan satu atom oksigen (deoksiribose).

Gambar 2. Perbedaan Ribose dan Deoksiribose

Perhatikan gambar di atas, pada deoksiribose, satu atom oksigen pada salah satu atom C ribose hilang.

Tiap pita/rantai double helix terbuat dari unit-unit berulang yang disebut nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari tiga gugus fungsi; satu gula ribose, triphosphate, dan satu basa nitrogen.

Gambar 3. Nukleotida

Satu hal yang perlu diingat adalah posisi triphosphate dan basa nitrogen yang terikat pada ribosa. Gugus triphosphat terikat pada atom C no 5′ dari ribosa (Lihat gambar di atas). Gugus triphosphate ini hanya dimiliki oleh nukleotida bebas. Sedangkan nukleotida yang terikat pada rantai DNA kehilangan dua dari gugus phosphate ini, sehingga hanya satu phosphate yang masih tertinggal.

Ketika nukleotida bergabung menjadi DNA, nukleotida-nukleotida tersebut dihubungkan oleh ikatan phosphodiester. Ikatan kovalen yang terjadi antara gugus phosphate pada satu nukleotida, dengan gugus OH pada nukleotida lainnya. Sehingga setiap rantai DNA akan mempunyai ‘backbone’ phosphate-ribosa-phosphate-ribosa-phosphate. Dan seterusnya..

Gambar 4. Struktur DNA Sederhana

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa ‘backbone’ DNA akan mempunyai ujung 5′ (dengan phosphate bebas yang terikat), dan ujung 3′ (dengan gugus OH bebas). Pada gambar tersebut, tiap-tiap nukleotida dibuat berbeda warna agar lebih jelas.

Basa Nitrogen Pada DNA

Pada struktur DNA, gula ribosa dan gugus phosphate yang terikat adalah sama. Yang berbeda hanyalah pada basa nitrogen. Jadi sebetulnya perbedaan disebabkan oleh variasi susunan dari basa-basa nitrogen yang terdapat pada rantai DNA. Ada empat macam basa nitrogen. Adenin, Cytosine, Guainne, dan Thymine.

Gambar 5. Basa Nitrogen

Ketika basa-basa nitrogen tersebut terikat dalam nukleotida, maka penamaan-pun berubah. Ingat kembali penjelasan di awal tentang nukelotida. Nukleotida terdiri dari gugus triphosphate dan satu basa nitrogen yang terikat pada satu molekul ribose. Nah.. basa-basa nitrogen ini apabila terikat pada ribose membentuk nukleotida maka penamaannya-pun berubah.

Adenin menjadi 2′deoxyadenosine triphosphate, cytosin menjadi 2′deoxycytidine triphosphate, guainne menjadi 2′deoxyguanosine triphosphate, dan Thymine menjadi 2′deoxythymidine triphosphate. Disingkat menjadi A, C, G, dan T.

Perhatikan bahwa ada dua pasang basa yang mirip. A dan G sama-sama mempunyai dua cincin karbon-nitrogen, disebut golongan purine. Sedangkan C dan T hanya mempunyai satu cincin karbon-nitrogen, masuk golongan pirimidin.

Penyebab Bentuk DNA Double Helix

Gambar 6. Ikatan Hidrogen Antara Basa-Basa Nitrogen

Interaksi ikatan hidrogen antara masing-masing basa nitrogen menyebabkan bentuk dari dua rantai DNA menjadi sedemikian rupa, bentuk ini disebut double helix. Interaksi spesifik ini terjadi antara basa A dengan T, dan C dengan G. Sehingga jika double helix dibayang kan sebagai sebuah tangga spiral, maka ikatan basa-basa ini sebagai anak tangga-nya. Lebar dari ‘anak tangga’ adalah sama, karena pasangan basa selalu terdiri dari satu primidin dan satu purin.

Gambar 7. Struktur DNA Double Helix lengkap

DNA dapat mengalami kerusakan, biasa disebut mutasi. Zat yang menyebabkan kerusakan pada DNA disebut mutagen, yang akan merubah susunan dan keteraturan dari DNA. Mutagen bisa berupa oksidator kuat, alkylating agen, dan juga radiasi elektromagnetik seperti sinar UV, dan sinar X. Tipe kerusakan tergantung dari jenis mutagen. Makhluk hidup yang mengalami mutasi bisa mengalami kematian dan bisa juga bertahan hidup, yang biasa dikenal dengan istilah mutan.

Disarikan dari berbagai sumber.

Vitamin C Kurang Efektif Menyembuhkan Flu

Banyak diantara kita yang ketika kita terserang flu segera berfikir untuk meminum jus jeruk atau suplemen vitamin C. Tetapi apakah cara tersebut memang efektif untuk menyembuhkan flu?

Buah jeruk, grapefruits dan makanan lainnya yang mengandung vitamin C memang bermanfaat bagi kesehatan tubuh. Tetapi setelah berbagai penelitian dilakukan, diperoleh kesimpulan bahwa vitamin C hanya memiliki sedikit efek untuk menyembuhkan ataupun mencegah penyakit flu.

Definisi Vitamin C

Vitamin C adalah asam ascorbat, namun untuk menghindari efek meningkatnya keasaman lambung, vitamin C sering disajikan dalam bentuk garam natrium ascorbat.

Asam Askorbat

Vitamin C Kurang Efektif Bagi Penderita Flu

Penelitian terbaru mengenai vitamin C, yang dipublikasi sekitar awal tahun ini dalam Cochrane Database of Systematic Reviews, mengevaluasi berbagai penelitian mengenai vitamin C selama beberapa dekade terakhir, yang melibatkan 11.000 subjek yang mengkonsumsi 200 mg atau lebih vitamin C setiap harinya. (Batas konsumsi vitamin C yang direkomendasikan oleh pemerintah Amerika adalah 60 mg per hari).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa vitamin C hanya sedikit berpengaruh untuk mengurangi atau mengobati sakit flu pada sebagian besar populasi. Tetapi bagaimanapun, hasil penelitian terhadap sebagian besar kelompok orang yang sering mengalami stress fisik (seperti atlet maraton, anggota militer dsb) menunjukkan bahwa vitamin C dapat menurunkan resiko mereka untuk terjangkit penyakit flu. Jika para atlet tersebut menkonsumsi vitamin C sesuai dosis yang dianjurkan setiap hari, maka kemungkinan mereka untuk terjangkit penyakit flu akan berkurang 50%.

Untuk orang-orang normal seperti kita, bagaimanapun juga meminum jus jeruk tidak akan terlalu banyak berpengaruh untuk mencegah penyakit flu. Seperti dikatakan Robert Douglas (Presiden The Public Health Association di Australia), “Jutaan orang yang mengkonsumsi vitamin C dengan dosis tinggi dengan asumsi bahwa akan mencegah penyakit flu sebenarnya tidak memiliki landasan yang kuat”.

Sejarah Hubungan Vit. C dengan Sakit Flu

Lalu bagaimana awal ceritanya sehingga vitamin C dihubungkan dengan obat flu?

Semuanya berawal dari Linus Pauling – seorang peraih Nobel Kimia yang hidup dari tahun 1901 hinga 1994. Pada tahun 1970, Pauling menulis buku “Vitamin C and the Common Cold,” yang mempopulerkan pernyataan bahwa jenis vitamin tersebut dapat mencegah seseorang terjangkit penyakit-penyakit ringan. Tetapi menurut Thomas Hager – penulis biografi Linus Pauling – “Buku tersebut diterbitkan dengan latar belakang sains yang kurang baik, dan tidak ada bukti yang mendukung pernyataan tersebut”.

“Pauling menerbitkan buku yang sangat berpengaruh tersebut tanpa menuliskan sedikitpun mengenai jurnal ilmiah di judul dan referensinya serta tanpa bukti yang cukup”, tambah Thomas Hager.

Mengkonsumsi Vit. C Kebiasaan Yang Baik

Walaupun efek dari vitamin C untuk menyembuhkan penyakit flu tidak ada, tetapi dokter hanya sedikit termotivasi untuk memperbaiki pernyataan mengenai vitamin C tersebut, dikarenakan konsumsi vitamin C bukanlah suatu ancaman bagi kesehatan publik. (Bahkan, beberapa penelitian telah menghubungkan sifat antioksidan dari vitamin C dengan mengurangi resiko kanker).

Lagi pula menurut Professor Arnold Monto – Professor Epidemiologi di University of Michigan’s School of Public Health, akan lebih baik untuk tidak membuat publik menjadi anti terhadap vitamin C, lagi pula konsumsi vitamin C tidak akan membahayakan kesehatan manusia. “Konsumsi vitamin C akan memberikan dampak baik, dan tidak akan berbahaya bagi kesehatan”, tambah Professor Monto.

Oleh karena itu, meskipun hubungan antara pencegahan penyakit flu dan vitamin C masih diragukan, namun kebiasaan mengkonsumsi vitamin C adalah baik mengingat sifat antioksidan dari vitamin C.

Teleportasi; Metode Transportasi Masa Depan

Sejak roda ditemukan lebih dari 5000 tahun yang lalu, orang-orang telah menemukan cara baru berpergian lebih cepat dari satu tempat ke tempat lain. Kereta kuda, sepeda, mobil, pesawat dan rocket semuanya telah diciptakan untuk mengurangi waktu tempuh yang diperlukan dalam perjalanan. Semua bentuk transportasi tersebut mempunyai prinsip yang sama; yakni melintasi jarak secara fisik, dan dapat membawa ke mana saja dari hitungan menit sampai jam tergantung dari titik awal dan akhir (tujuan).

Bagaimana jika ada suatu cara untuk memindahkan anda dari rumah ke supermarket tanpa menggunakan kendaraan, atau dari halaman rumah ke stasiun luar angkasa international tanpa menggunakan pesawat luar angkasa?

Definisi Teleportasi

Saat ini para ilmuan sedang bekerja dalam metode travel semacam itu, menyatukan sifat-sifat telekomunikasi dan transportasi untuk memperoleh suatu sistem yang disebut teleportasi.

Teleportasi melibatkan dematerialisasi suatu objek, dan mengirimkannya dalam bentuk detail susunan atom-atom ke lokasi lain yang menjadi tujuan. Hal ini berarti waktu dan ruang dapat dieliminasi dari suatu perjalanan (travel), sehingga kita dapat dipindahkan ke lokasi mana saja secara instan, tanpa melintasi jarak secara fisik. Mungkin anda dapat melihat contoh teleportasi dalam film Star trek.

Eksperimen Seputar Teleportasi

Pada tahun 1993, ide tentang teleportasi berpindah dari ranah fiksi ilmiah ke dalam dunia nyata. Ini terjadi ketika fisikawan Charles bennet dan tim peneliti dari IBM mengkonfirmasikan bahwa teleportasi kuantum adalah mungkin, tapi hanya jika objek asli yang dipindahkan di hancurkan. Pencerahan ini pertama di singgung oleh Bennet pada saat annual meeting American Physical Society (APS) pada maret 1993, diikuti dengan tulisannya tentang Physical review letters pada tanggal 29 Maret 1993. Sejak saat itu, eksperimen menggunakan photons telah membuktikan bahwa teleportasi kuantum adalah mungkin.

Pada tahun 1998, ahli fisika di California Institute of technology (Caltech), bersama dengan tim dari eropa, mengubah ide IBM menjadi kenyataan dengan sukses men-teleportasikan photon, partikel energi yang dalam cahaya. Grup Caltech berhasil membaca struktur atom dari photon, mengirimkan informasi ini melewati 3,28 kaki (kira-kira 1 meter) kabel koaksial dan menciptakan replikanya. Sesuai perkiraan, photon asli tidak lagi eksis setelah replica di buat.

Eksperimetn selanjutnya, tim Caltech berhasil mengatasi prinsip ketidakpastian Heisenberg, rintangan terbesar dalam teleportasi objek yang lebih besar dari photon. Prinsip ini mengatakan bahwa anda tidak dapat mengetahui lokasi dan kecepatan partikel secara bersama-sama. Tapi jika anda tidak dapat mengetahui pososo suatu partikel, lalu bagaimana anda men-teleprtasikannya? Untuk men-teleportasikan photon tanpa melanggar prinsip Heisenberg, ahli fisika Caltech menggunakan sebuah fenomena yang di sebut Entanglement.

Penerapan Teleportasi Pada Manusia

Berdasarkan hukum fisika, adalah tidak mungkin untuk membuat transporter yang dapat mengirim seseorang ke lokasi tertentu secara instant, dimana akan memerlukan perjalanan dalam kecepatan cahaya.

Untuk mentransportasikan satu orang, mesin harus dapat menentukan dan menganalisa secara tepat seluruh atom yang menyusun tubuh manusia yang berjumlah 10²⁸ atom, lebih dari 1 triliun atom. Mesin in harus dapat mengirimkan informasi ini ke lokasi lain, dimana tubuh orang akan direkonstruksi, dengan sangat akurat. Molekul atom tidak boleh bergeser meskipun hanya satu milimeter, sebab jika tidak, objek akan tiba dengan kerusakan neurologi dan fisiologi yang hebat.

Prinsip kerja mesin transporter hampir mirip dengan mesin fax namun dengan presisi yang lebih besar, duplikat seseorang akan dibuat pada titik tujuan sedangkan objek asli akan menghilang. Satu teori mengatakan bahwa teleportasi akan menggabungkan genetik cloning secara digital.

Pada biodigital cloning semacam ini, traveler (orang yang di teleportasikan) akan hilang. Pikiran original dan tubuh mereka tidak lagi eksis. Bahkan struktur atom mereka akan di susun ulang di lokasi lain yang menjadi tujuan, dan digitalisasi akan membuat ulang memori, emosi, harapan, dan mimpi sang traveler. Sehingga secara prinsip sang traveler masih eksis, tapi dalam tubuh baru dengan struktur atom yang sama dengan tubuh asli, serta dengan memori, perasaan, dan informasi yang tetap sama dengan yang asli.

Tapi sama seperti semua teknologi, para ilmuan tentu saja masih harus terus mengembangkan ide tentang teleportasi. Suatu hari, salah satu dari keturunan kita akan dapat bekerja pada suatu kantor di planet lain di luar galaksi kita dengan jarak ratusan juta tahun cahaya dari bumi.

Tapi tentu saja ini masih jauh untuk diwujudkan. Lagi pula bagi kita yang percaya tentang adanya roh atau jiwa, hal ini sangat tidak mungkin. Jika betul prisip teleportasi seperti yang telah dijelaskan diatas, maka apakah roh/jiwa dapat ikut di teleportasikan? Secara fisik tubuh kita memang tersusun dari atom-atom, gen yang membawa sifat dan karakter juga terdiri dari atom-atom, sehingga secara teori dapat di teleportasikan. Namun roh atau jiwa??

Bagaimanapun memang masih perlu banyak study lebih jauh. Yang jelas, bila ini benar-benar terwujud, maka Jakarta pasti akan bebas macet.

Sumber:
1. http://www.research.ibm.com/quantuminfo/teleportation/
2. http://www.its.caltech.edu/~qoptics/teleport.html
3. http://home.xtra.co.nz/hosts/Wingmakers/Teleportation.html
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Teleportation

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.

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.

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.

Air Laut; Bahan Bakar Alternatif

Suatu saat nanti, mungkin akan melihat banyak anjing laut yang mengelilingi stasiun pengisian bahan bakar. Itu karena bukan aroma bensin, melainkan justru aroma pantai yang lebih terasa di SPBU.

John Kanzius, 63 tahun, telah berhasil menciptakan alternatif bahan bakar dari air laut. Secara kebetulan, teknisi broadcast ini menemukan sesuatu yang menakjubkan. Pada kondisi yang tepat, air laut dapat menyala dengan temperatur yang luar biasa. Dengan sedikit modifikasi, tidak menutup kemungkinan di masa depan, ini dapat di jadikan sebagai alternatif bahan bakar untuk kendaraan bermotor.

Perjalanan Kanzius menjadi inspirasi yang mengejutkan bermula ketika dia di diagnosis menderita leukimia pada tahun 2003. Dihadapkan dengan treatment kemoterapi yang melelahkan, dia memilih mencoba untuk menemukan alternatif yang lebih baik dalam menghancurkan sel-sel kanker. Kemudian di muncul dengan alat Radio Frequency Generator (RFG), sebuah mesin yang menghasilkan gelombang radio dan memancarkannya ke suatu area tertentu. Kanzius menggunakan RFG untuk memanaskan pertikel metal kecil yang dimasukkan ke dalam tumor, menghancurkan sel tumor tanpa merusak sel yang normal.

Tetapi, apa hubungannya antara kanker dengan bahan bakar air laut??

Selama percobaannya dengan RFG, dia menemukan bahwa RFG dapat menyebabkan air yang berada di sekitar test tube mengembun. Jika RFG dapat menyebabkan air mengembun, seharusnya ini dapat juga untuk memisahkan garam dari air laut. Mungkin, ini dapat digunakan untuk men-desalinitasi air laut. Sebuah peribahasa tua tentang laut, “air, air dimana-mana, dan tidak satu tetespun dapat diminum”.

Beberapa negara mengalami kekeringan dan sebagian besar rakyatnya menderita kehausan, padahal 70% bumi adalah samudera yang notabene adalah air. Suatu metode yang efektif untuk menghilangkan garam dari air laut dapat menyelamatkan tak terhitung nyawa. Maka tidaklah heran jika Kanzius mencoba alat RFG-nya untuk tujuan desalinitasi air laut.

Pada test pertamanya, dia melihat efek samping yang mengejutkan. Ketika dia arahkan RFG-nya pada tabung yang berisi air laut, air itupun seperti mendidih. Kanzius lalu melakukan test kembali. Saat ini dengan kertas tisue yang terbakar dan menyentuhkannya ke dalam air laut yang sedang di tembak oleh RFG. Dia sangat terkejut, air laut dalam tabung terbakar dan tetap menyala sementara RFG dinyalakan.

Awalnya berita tentang eksperiment ini dianggap suatu kebohongan, tapi setelah para ahli kimia dari Penn State University melakukan percobaan ini, ternyata hal ini memang benar. RFG dapat membakar air laut. Nyala api dapat mencapai 3000 derajat Fanrenheit dan terbakar selama RFG dinyalakan.

Lalu bagaimanakah air laut dapat terbakar? Dan kenapa jika puntung rokok di lemparkan ke dalam laut tidak menyebabkan bumi meledak?

Ini semua berhubungan dengan hidrogen. Dalam keadaan normal, air laut mempunyai komposisi Sodium chloride (garam) dan Hidrogen, oksigen (air) yang stabil. Gelombang radio dari RFG milik Kanzius mengacaukan kestabilan itu, memutuskan ikatan kimia yang terdapat dalam air laut. Hal ini melepaskan molekul hidrogen yang mudah menguap, dan panas yang keluar dari RFG memicu dan membakarnya dengan cepat.

Jadi akankah di masa depan nanti mobil atau motor memakai air laut daripada bensin??

Dunia sudah tidak perlu khawatir lagi dengan krisis energi.

Bravo ilmu pengetahuan..!!!

Sumber Protein Nabati Pengganti Tepung Ikan

Formula pakan tradisional baik itu untuk unggas ataupun ikan masih menggunakan tepung ikan sebagai sumber protein yang memang menjadi nutrisi utama bagi pertumbuhan hewan ternak. Kandungan tepung ikan dapat mencapai 40-45 %. Selain itu dalam formulasi biasanya ditambahkan minyak ikan sebesar 10- 15%. Ini mengindikasikan penggunaan tepung ikan sangat penting dalam industri pakan.

Diantara bahan-bahan lainnya, tepung ikan adalah bahan yang paling mahal. Nilai ekonomi yang tinggi dari tepung ikan dikarenakan tepung ikan menyediakan nutrisi yang mudah dicerna oleh hewan ternak. Namun penggunaan tepung ikan berlawanan dengan kebijakan penggunaan sumber akuatik yang berharga dan terbatas sebagai bahan pakan hewan. Padahal dunia sedang dikhawatirkan atas harga tepung ikan yang terus meningkat sebagai akibat dari peningkatan permintaan dunia akan tepung ikan, sementara sumber tepung ikan masih terbatas dan sulit diperoleh. Oleh karena itu hingga saat ini para ahli dan kalangan industri terus berusaha untuk mencari sumber protein baru yang dapat menggantikan tepung ikan.

Bungkil Kacang Kedelai (Soybean Meal)

Tidak seperti tepung dan minyak ikan, bungkil kacang kedelai/soybean meal (SBM) merupakan sumber global protein dan lemak yang sangat berlimpah. Penggantian tepung dan minyak ikan dengan SBM memberikan kemungkinan kestabilan harga pakan ternak di masa depan.

Bagaimanapun para peternak masih ragu untuk menggunakan produk SBM sehubungan dengan ketakutan turunnya palatabilitas dan kecernaan, pertumbuhan yang lambat, dan feed conversion rate (FCR) yang buruk. Sementara konsumen khawatir hal ini akan mengurangi kualitas daging ternak karena turunnya beberapa nutrisi penting, misalnya kandungan asam lemak tak jenuh omega 3 pada daging ikan laut.

Studi penggantian tepung ikan

Telah dilakukan studi oleh Sam Ceulemans dan Peter C dari INVE Aquaculture Nutrition, Belgia, untuk mengetahui pengaruh penggantian tepung dan minyak ikan dengan protein dan minyak nabati yang berasal dari produk SBM. Eksperiment dilakukan terhadap ikan Sparus aurata, salah satu spesies utama dari ikan laut yang hidup di kawasan Mediterania.

Studi dilakukan dengan memberi makan ikan Sparus aurata dengan pakan yang mengandung kadar protein 45% dan lemak 20%. Ada tiga perlakuan berbeda.

• FM65. 65% sumber protein berasal dari tepung ikan, sisanya dari SBM dan 95% sumber lemak dari minyak ikan sisanya dari produk SBM.
• FM50. 50 % sumber protein dan 75% sumber lemak didapat dari produk ikan.
• FM35. 35% sumber protein dan 60% sumber lemak dari produk ikan.

Penggantian protein dan lemak dengan sumber nabati ini diseimbangkan dengan penambahan pemberian Lysisn dan Methionin, Phospor, dan zat penambah kecernaan.

Eksperimen

Eksperimen ini dilakukan pada sistem resirkulasi akuakultur indoor dengan menggunakan tank fiber silinder 18600 liter pada suhu 22 celsius dan salinitas 37 ppt.

Ikan dengan berat awal 29 gram sebanyak 40 ekor/tank, dan diberi makan selama 10 minggu. Tank dihubungkan dengan alat biofiltrasi. Cahaya diberikan selama 12 jam. Ammonia total dan kadar nitrogen dianalisa setiap 3 kali seminggu. Suhu dan oksigen terlarut di monitor setiap hari.

Hasil

Tiga pakan yang berbeda memperlihatkan hasil yang serupa tanpa perbedaan yang signifikan. Laju pertumbuhan spesifik (Spesific growth rate) dan FCR juga hampir sama. Juga tidak ada perbedaan mencolok pada indeks hepatosomatic dan viscerosomatic, atau pada hasil analisis proksimat pada komposisi liver dan fillet.

Tabel 1. Formula pakan untuk tiga komposisi pakan berbeda

Kesimpulan

Kesimpulan dari hasil ini adalah produk SBM dapat digunakan sebagai pengganti tepung dan minyak ikan sebagai sumber protein dan lemak.

Lampiran.

Berbagai Larutan Buffer

Bicara tentang analisa bioteknologi, salah satu hal yang sedikit merepotkan adalah buffer. Buffer atau larutan penyangga adalah larutan yang terdiri dari asam lemah dan garam-nya yang dapat mempertahankan dan menjaga pH. Bidang bioteknologi tidak bisa dipisahkan dari penggunaan larutan ini.

Kebutuhan buffer kadang menyulitkan karena hampir setiap analisa membutuhkan kondisi pH tertentu yang relatif stabil. Karena banyaknya macam dan jenis buffer, pemilihan buffer yang akan digunakan menjadi masalah tersendiri.

Dalam memilih buffer, yang harus diperhatikan adalah pH optimum serta sifat-sifat biologisnya. Banyak jenis buffer yang mempunyai impact terhadap sistem biologis, aktivitas enzim, substrate, atau kofaktor.

Sebagai contoh buffer phosphat akan menghambat aktivitas dari beberapa metabolik enzim termasuk karboksilase, fumarase, dan phosphoglucomutase. Barbiturate menghambat phophorilasi oksidatif. Tris buffer bereaksi dengan amin primer dan memodifikasi transport elektron dan phosphorilasi pada kloroplast. Tris juga menghambat enzim respirasi di mitokondria. Dan masih banyak efek lain yang diberikan buffer. Oleh karena itu pemilihan buffer terkadang menjadi kesulitan yang cukup merepotkan. Oleh karena itu, gunakan konsentrasi buffer serendah mungkin yang masih dapat untuk memaintain pH.

Berikut beberapa macam buffer yang kerap digunakan:

GLYCINE-HCL; PH 2.2-3.6, PK_A = 2.35

Campur 25 ml 0.2 M glycine dan x ml HCl, kemudian encerkan hingga 100 ml dengan air suling.

SODIUM ACETATE; PH 3.6-5.6, PK_A = 4.76

Mencampurkan 0.1N acetic acid dan 0.1N sodium acetate untuk mencapai pH tertentu.

BUFFERED SALINE (PBS, TBS, TNT, PBT)

Larutan buffer saline sering digunakan ketika melakukan eksperiment yang berhubungan dengan immunolocalization. Ada beberapa variasi dari buffer ini, tiga diantaranya sebagai berikut.

CACODYLATE BUFFER; PH 5.0-7.4, PK_A = 6.27

Sodium cacodylate buffer [Na(CH3)2 AsO2 • 3H2O] adalah alternatif dari Sørensen’s phosphate buffer. Mempunyai kapasitas buffer yang baik pada range pH 5.0-7.4. Cacodylate digunakan untuk aplikasi mikroskop elektron sebagai metode untuk menghindari penambahan phosphate saat sample preparasi. Mitochondria dan arganela lainnya dapat rusak jika terkena konsentrasi phosphate berlebih yang terdapat dalam Sørensen’s buffers.

Siapkan 0.2 M sodium cacodylate stock solution dalam air (4.28 g/100 ml). Tambahkan x ml 0.2 N HCL per 100 ml cacodylate stock solution, diikuti denga penambahan air demin sampai volume 400 ml hingga diperoleh 0.05 M cacodylate buffer pada pH yang diinginkan.

CITRATE BUFFER; PH 3.0-6.2, PK_A = 6.40

Citrate buffer stock solutions: A: 0.1 M citric acid; B: 0.1 M sodium citrate. Campurkan kedua larutan dengan perbandingan volume dan encerkan dengan air sampai 100 ml untuk membuat pH yang diinginkan.

SØRENSEN’S PHOSPHATE BUFFER; PH 5.8-8.0, PK_A = 7.20

Campur sejumlah tertentu stock solution dan tambahkan air suling untuk mendapatkan 100 ml larutan Sørensen’s phosphate buffer 0.1 M. Ingat, konsentrasi phosphate yang tinnggi dapat bersifat toksik bagi sel tanaman.

Stock solutions: A 0.2 M NaH₂PO₄ B 0.2 M Na₂HPO₄

PHOSPHATE-CITRATE BUFFER; PH 2.2-8.0, PK_A = 7.20/6.40

Untuk membuat 100 ml larutan buffer phosphat-citrate. Stock solutions:

0.2 M dibasic sodium phosphate; 0.1 M citric acid.

BARBITAL BUFFER; PH 6.8-9.2, PK_A = 7.98

Untuk membuat 200 ml larutan buffer. Kedalam 50 ml Sodium barbital 0.2 M, tambahkan x ml 0.2 M HCl. Tambahkan air suling hingga volume 200 ml.

TRIS BUFFERS

GLYCINE- NAOH BUFFER; PH 8.6-10.6, PK_A = 9.78

Stock solutions:

0.2 M glycine

0.2 NaOH

Campur  25 ml glycine stock solution dengan x ml 0.2 M NaOH dan encerkan dengn air suling hingga volume 100 ml.

Demikian beberapa buffer yang bisa dijadikan pilihan untuk digunakan. Perlu diingat, bahwa larutan buffer hanya berfungsi untuk mempertahankan pH. Ini tidak berarti bahwa pH tidak akan berubah. Perubahan dan gangguan yang besar dalam sistem dapat merubah pH meskipun telah ditambahkan buffer ke dalamnya.

Hal ini karena buffer hanya menjaga agar pH tidak terlalu berubah signifikan dengan adanya perubahan konsentrasi ion hidrogen dalam sistem.

Mengenal Virus Influensa

Flu merupakan penyakit pernafasan yang disebabkan oleh virus yang biasa disebut virus influensa. Virus adalah parasit berukuran mikroskopik yang menginfeksi sel organisme biologis. Virus hanya dapat bereproduksi di dalam material hidup dengan menginvasi dan memanfaatkan sel makhluk hidup karena virus tidak memiliki perlengkapan selular untuk bereproduksi sendiri. Ada 3 bentuk virus, virus A, B, dan C. Tipe A dan B adalah virus yang menyerang manusia. Sementara virus tipe C jarang menyerang manusia.

Virus influensa tipe A memiliki beberapa subtipe yang ditandai adanya Hemagglutinin (H) dan Neuramidase (N).

Gambar 1. Struktur virus influensa A

Strain virus dikarakterisasikan berdasarkan dua macam protein yang terdapat pada permukaan virus. Dua macam protein tersebut adalah Neuraminidase dan Hemagglutinin. Kedua protein ini terdapat di permukaan virus layaknya paku-paku yang menancap. Dan kira-kira 80% nya adalah hemagglutinin, protein trimerik yang berfungsi dalam proses penyerangan virus ke sell tuan rumah. Sedangkan 20 %-nya terdiri dari neuraminidase, yang diperkirakan terlibat dalam pelepasan partikel virus baru dari cell host. Bagian dalam sell mengandung RNA yang merupakan kode genetik untuk proses replikasi.

Pada virus influensa, terdapat 15 subtipe hemagglutinin yang berbeda dan 9 subtipe neuraminidase. Untuk setiap perbedaan tipe akan menghasilkan virus dengan strain yang berbeda juga. Sebagai contoh virus flu burung, AH5N1. A untuk tipe virus influensa jenis A, hemagglutinin tipe 5, dan neuraminidase tipe 1. Dan virus ini akan terus bermutasi menghasilkan virus-virus baru yang lain dengan virus asalnya. Misalnya virus H9N14, H9N2, H1N1, dan strain-strain lainnya. Diketahui bahwa yang paling mematikan adalah strain virus H5 dan H7 yang dapat menimbulkan kematian yang luas pada hewan ternak.

Gambar 2. Perkembangan mutasi virus influensa

Virus influensa yang menyerang unggas disebut virus Avian Influensa (AI). Awalnya virus ini hanya menular antar unggas. Namun kemudian diketahui bahwa virus ini mampu menyerang hewan lainnya seperti babi dan sapi. Kebanyakan strain virus tidak dapat berpindah dari hewan kepada manusia, namun virus yang telah bermutasi dan menyerang manusia dapat menular ke manusia lainnya, hal ini dapat menyebabkan pendemik flu yang luas. Virus flu burung yang kemarin sempat membuat heboh adalah subtipe H5N1 yang memiliki waktu inkubasi selama 3-5 hari.

Virus Flu dapat menyebar melalui udara, berbagi alat makan dan minum, atau kontak langsung dengan penderita. Intinya virus flu sangat mudah menyebar dan menular. Virus yang menempel di kulit dapat masuk ke dalam tubuh saat menyentuh atau menggaruk hidung dan mulut. Mencuci tangan sangat penting guna membatasi penyebaran virus. Gejala akan terasa pada satu sampai empat hari setelah infeksi.

Gambar 3. Infeksi virus masuk melalui hidung

Biologi molekuler dari virus influenza sangat kompleks dan full mekanisme-nya masih belum jelas seluruhnya. Meski begitu, para ahli sudah menyadari bahwa vaksin anti influenza yang efektif tidak akan dapat dikembangkan karena proses mutasi sang virus yang sangat cepat. Sekali vaksin telah berhasil diciptakan untuk satu jenis virus, virus tersebut dengan cepat akan bermutasi dan menjadi resistan. Vaksin terus diproduksi untuk virus-virus A dan B yang telah diketahui, meskipun strain baru dari virus tersebut masih bisa menginfeksi orang-orang yang telah di beri vaksinasi. Inilah mengapa virus influensa seringkali menjadi wabah pendemik yang luas.

Banyak sudah usaha membuat obat dan antivirus influensa telah dilakukan. Namun tidak ada satu obat/antivirus-pun yang mampu untuk menghancurkan semua jenis strain virus. Pembuatan antivirus harus terus dilakukan seiring dengan munculnya virus influensa dengan strain-strain baru.