oleh Dr Ioannis Nengas, Direktur Riset, Pusat Penelitian Kelautan Hellenic, Yunani
Memastikan pasokan makanan untuk populasi yang diperkirakan akan melebihi sembilan miliar sebelum pertengahan abad ini tetap menjadi salah satu tantangan terbesar kita, menurut Organisasi Pangan dan Pertanian (FAO, 2017). Budidaya organisme akuatik adalah salah satu sektor pangan dengan pertumbuhan tercepat di dunia, menyediakan planet ini dengan sekitar setengah dari semua ikan yang dikonsumsi secara global. Menurut FAO, akuakultur akan berkontribusi pada ketahanan pangan dan kesejahteraan ekonomi populasi besar. Hari ini, produksi dunia produk akuakultur telah menetapkan rekor baru, mewakili 55 persen dari total makanan laut yang diproduksi, mencapai 200 juta ton per tahun.
Namun, Perluasan produksi perikanan budidaya membutuhkan peningkatan produksi pakan yang proporsional. Jadi, tantangan yang dihadapi industri akuakultur selama beberapa dekade terakhir adalah mengidentifikasi bahan-bahan yang berkelanjutan dan bergizi untuk mendukung pertumbuhan sektor ini. Industri pakan air telah mengakui selama bertahun-tahun sekarang bahwa pemanfaatan bahan pakan tanaman untuk produksi spesies air merupakan persyaratan penting untuk pengembangan budidaya masa depan. Bahan pakan tanaman tersebut harus menyediakan komponen bergizi yang secara efisien akan menumbuhkan spesies air dengan dampak lingkungan yang minimal dan menghasilkan daging ikan berkualitas tinggi untuk meningkatkan manfaat kesehatan manusia dengan cara yang hemat biaya (Gatlin et al., 2017).
Meskipun banyak bahan pakan ternak yang berasal dari tumbuhan mengandung jumlah protein yang dapat diterima, asam amino esensial, kalori, mineral dan vitamin tertentu, penggunaannya masih terbatas karena adanya beberapa faktor antinutrisi endogen (ANFs) yang mempengaruhi aktivitas enzim atau penyerapan mineral dan nutrisi lainnya (Rasha et al., 2011). Beberapa faktor antinutrisi dalam bahan tanaman dapat sebagian atau seluruhnya tidak aktif dengan pengolahan panas, seperti memanggang, autoklaf, ekstrusi atau memasak, sebelum dimasukkan dalam pakan ikan (Francis et al., 2001). Namun, panas tinggi membahayakan kualitas nutrisi bahan-bahan ini karena penghancuran sebagian nutrisi peka panas dan tidak efektif pada beberapa faktor antinutrisi ini.
Salah satu cara untuk memungkinkan penggunaan bahan pakan nabati secara ekstensif dengan meningkatkan nilai gizinya dan meminimalkan faktor antinutrisi adalah dengan menggunakan proses bioteknologi. Proses ini termasuk fermentasi solid-state (SSF) dan penggunaan enzim makanan eksogen.
Fermentasi keadaan padat
Fermentasi adalah proses yang melibatkan mikroorganisme, substrat dan kondisi lingkungan tertentu yang mengubah substrat kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana (Niba et al., 2009). Produk fermentasi akan bervariasi tergantung pada karakteristik mikroorganisme, substrat dan kondisi yang digunakan. Kondisi tersebut meliputi suhu, pH, O2 dan CO2 terlarut, sistem operasional, pencampuran dan lamanya proses fermentasi (Renge et al., 2012). Fermentasi meningkatkan kualitas nutrisi bahan pakan dengan:
- Menurunkan serat
- Meningkatkan kandungan protein dan lipid
- Meningkatkan ketersediaan vitamin dan mineral
- Meningkatkan kecernaan asam amino.
Hal ini juga telah dilaporkan untuk meningkatkan palatabilitas pakan (Borresen et al., 2012). Manfaat utama dari proses ini adalah menurunkan kandungan antinutrisi dalam bahan pakan tanaman dan kadar mikotoksin (Niba et al., 2009; Canibe dan Jensen, 2012).
SSF adalah proses fermentasi yang melibatkan substrat padat, seperti bahan tanaman, dengan tidak adanya cairan. SSF umumnya dimanfaatkan untuk menghasilkan bahan kering fermentasi yang dapat ditambahkan ke campuran pakan dasar. Karena kadar air yang rendah, metode SSF hanya dapat dilakukan oleh sejumlah mikroorganisme, terutama jamur seperti Aspergillus spp. dan Rhizopus spp., Meskipun beberapa bakteri, seperti Lactobacillus spp., juga dapat digunakan (Supriyati et al., 2015). Bahan olahan SSF lebih kompatibel dengan produksi aquafeed.
Bahan tanaman fermentasi, terutama yang diproduksi melalui SSF, sebagai komponen dalam aquafeeds merupakan bahan baku potensial dan telah mendapatkan minat industri akuakultur. Tabel 1 mendokumentasikan hasil dari penggabungan bahan pakan tanaman fermentasi dalam diet berbagai spesies akuakultur.
Enzim makanan eksogen
akuakultur, seperti sektor produksi hewan lainnya, mencoba meminimalkan biaya pakan dan, untuk alasan ini, baru-baru ini mengalihkan perhatiannya pada penggunaan enzim makanan eksogen dalam pakan kaya bahan nabati. Hal ini karena kemampuannya untuk meningkatkan kecernaan nutrisi, yang rendah karena spesies akuatik kekurangan enzim endogen yang diperlukan untuk memecah struktur dinding sel kompleks bahan tanaman dan melepaskan nutrisi. Manfaat penting lainnya dari penggabungan mereka dalam formulasi pakan adalah pemecahan faktor antinutrisi, seperti serat, polisakarida fitat dan non-pati (NSPs), yang menurunkan kinerja dan membahayakan kesehatan dan kesejahteraan hewan (Alsersy et al., 2015).
Enzim eksogen sebagai aditif pakan telah dipelajari secara ekstensif untuk industri pakan unggas dan babi, dan penggabungan diet mereka sekarang menjadi praktik umum karena alasan di atas. Namun, untuk spesies akuakultur, penelitian tentang suplementasi enzim eksogen telah difokuskan terutama pada fitase. Hanya baru-baru ini minat dan penelitian tentang karbohidrat makanan, protease dan suplementasi campuran enzim meningkat (Gatlin et al., 2017).
Fungsi utama dari karbohidrase eksogen adalah untuk menghidrolisis NSP kompleks yang ada dalam bahan pakan tanaman. Lebih-lebih lagi, suplementasi karbohidrat meningkatkan kecernaan nutrisi yang menghasilkan energi, seperti pati dan lemak. Tambahan, ada kemungkinan bahwa karbohidrat juga bertindak untuk meningkatkan pemanfaatan nitrogen dan asam amino dengan meningkatkan akses ke protein untuk protease pencernaan (Tahir et al., 2008). Seperti nutrisi lainnya, enzim carbohydrase juga terlibat dalam meningkatkan ketersediaan mineral dalam diet untuk organisme target. Lebih-lebih lagi, karbohidrat dapat mempromosikan dan mendukung pertumbuhan bakteri menguntungkan, sehingga meningkatkan usus dan kesehatan hewan secara keseluruhan (Adeola dan Cowieson, 2011).
Selain pemecahan karbohidrat, sangat penting untuk meningkatkan ketersediaan protein dalam bahan tanaman dengan melengkapi protease makanan. Protease terdiri dari kelas enzim yang menghidrolisis protein menjadi protein yang lebih kecil, peptida dan asam amino. Tanpa protease, ikatan ini tidak dapat dengan mudah diputus, dan protein, karena itu, tidak mudah dicerna oleh ikan dan krustasea.
Ada peningkatan jumlah publikasi tentang penggunaan suplemen makanan enzim eksogen atau kompleks enzim, terutama terdiri dari karbohidrat dan protease dengan hasil yang sangat menjanjikan. Tabel 2 merangkum temuan terbaru.
Dengan semua manfaat potensial dari hal baru bioteknologi, formulator saat ini memiliki lebih banyak alat untuk mengoptimalkan nutrisi dan ekonomis pakan ternak. Penelitian sedang berlangsung pada efek dari substrat yang berbeda, mikroorganisme, metode yang berbeda untuk memproduksi enzim dan bahan pakan, serta interaksi inovasi ini dengan metabolisme, pertumbuhan, kesehatan usus dan sistem kekebalan organisme akuatik yang dibudidayakan.
