TOKSIKOLOGI PAKAN: RUANG LINGKUP TOKSIKOLOGI PAKAN

 https://prezi.com/view/EU6hc5PbLBdynyIXudWn/

Continue

TOKSIKOLOGI PAKAN: MIKOTOKSIN DALAM PAKAN (1)

Continue

Toksikologi Pakan: Toksin nabati

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Fak. Pertanian • Prodi Peternakan

Toksikologi Pakan

Dosen: Prof. Dr. Ir. Yunilas, M.P

📊 Progress: 0%

Mikotoksin & Zat Anti-Nutrisi Pakan

Pelajari berbagai senyawa toksik pada bahan pakan nabati, mekanisme toksisitasnya, dan strategi detoksifikasi untuk keamanan pakan ternak.

🧬

Anti-Nutritional Factors

Jenis-jenis ANF pada bahan pakan nabati dan mekanisme toksisitasnya

Mulai Belajar →

⚗️

Glikosida Sianogenik

Sumber, bahaya klinis, dan parameter toksikologi pada singkong & sorgum

Mulai Belajar →

🌿

Alkaloid Tanaman

Toksisitas alkaloid termasuk pyrrolizidine dan penyakit lathyrism

Mulai Belajar →

☀️

Fotosensitisasi

Senyawa hypericin, furanocoumarin, tanda klinis dan pencegahan

Mulai Belajar →

🔬

Strategi Detoksifikasi

Fermentasi, perlakuan panas, ekstraksi kimia, dan teknologi enzimatik

Mulai Belajar →

📝

Kuis Interaktif

Uji pemahaman Anda dengan kuis komprehensif

Mulai Kuis →

📊 Ringkasan Pembelajaran

5

Modul Materi

15

Soal Kuis

5

Studi Kasus

0

Kuis Selesai

🧬

Anti-Nutritional Factors (ANF)

Faktor anti-nutrisi pada bahan pakan nabati

💡 Definisi:

ANF adalah senyawa alami dalam bahan pakan yang dapat mengganggu pencernaan, penyerapan nutrisi, atau menyebabkan efek toksik pada ternak.

📋 Jenis-Jenis ANF pada Bahan Pakan Nabati

1 Tanin

Senyawa polifenol yang mengikat protein dan menghambat enzim pencernaan.

Sumber:

Sorgum, biji-bijian legum, biji kapas

Mekanisme:

Membentuk kompleks protein-tanin → mengurangi kecernaan protein hingga 50%

2 Asam Fitat (Fitat)

Bentuk penyimpanan fosfor pada tanaman yang tidak dapat dicerna monogastrik.

Sumber:

Dedak padi, jagung, kedelai, gandum

Mekanisme:

Mengkelat mineral (Ca, Zn, Fe, Mg) → defisiensi mineral

3 Protease Inhibitor

Protein yang menghambat enzim protease (tripsin, kimotripsin).

Sumber:

Kedelai mentah, kacang-kacangan, kentang

Mekanisme:

Menghambat pencernaan protein → hipertrofi pankreas → pertumbuhan terhambat

4 Lektin (Hemaglutinin)

Protein yang mengikat karbohidrat dan merusak mukosa usus.

Sumber:

Kacang merah, kedelai, kacang polong

Mekanisme:

Mengikat sel epitel usus → gangguan penyerapan → diare

5 Saponin

Glikosida yang membentuk busa dan bersifat hemolitik.

Sumber:

Alfalfa, kedelai, quinoa, oat

Mekanisme:

Melisiskan sel darah merah → anemia; mengikat kolesterol → gangguan membran

6 Asam Oksalat

Asam organik yang mengikat kalsium membentuk kristal.

Sumber:

Bayam, bit, rhubarb, rumput setaria

Mekanisme:

Ca-oksalat tidak larut → hipokalsemia → batu ginjal → gagal ginjal akut

🔄 Diagram Mekanisme Toksisitas ANF

ANF dalam Pakan

→

Konsumsi Ternak

→

Interaksi Nutrisi

→

Gangguan Metabolik

→

Penurunan Performa

📚 Studi Kasus Lapangan: Keracunan Tanin pada Sapi

Lokasi: Peternakan sapi potong di Deli Serdang, Sumatera Utara

Sebuah peternakan sapi mengalami penurunan pertumbuhan drastis setelah mengganti 40% pakan dengan sorgum lokal bertanin tinggi. Dalam 3 minggu, ADG turun dari 0.8 kg/hari menjadi 0.4 kg/hari.

Gejala Klinis:

• • Nafsu makan menurun
• • Feses berwarna gelap
• • Bulu kusam dan rontok
• • Pertumbuhan terhambat

Solusi:

• • Ganti dengan sorgum rendah tanin
• • Tambah polyethylene glycol (PEG)
• • Suplementasi protein bypass
• • Batasi sorgum maks 20% ransum

⚗️

Glikosida Sianogenik

Senyawa penghasil HCN pada singkong dan sorgum

⚠️ Peringatan:

Glikosida sianogenik dapat melepaskan asam sianida (HCN) yang sangat toksik dan dapat menyebabkan kematian dalam hitungan menit pada dosis tinggi.

🥔 Singkong (Manihot esculenta)

Senyawa Sianogenik:

Linamarin & Lotaustralin

Kadar HCN:

• • Varietas pahit: 100-400 mg/kg
• • Varietas manis: 15-50 mg/kg
• • Kulit umbi: 5-10x lebih tinggi
• • Daun singkong: 200-500 mg/kg

Faktor Peningkat:

• • Kekeringan/stress tanaman
• • Defisiensi nitrogen tanah
• • Tanaman muda (<8 bulan)

🌾 Sorgum (Sorghum bicolor)

Senyawa Sianogenik:

Dhurrin

Kadar HCN:

• • Daun muda: 600-2500 mg/kg BK
• • Ratoon (tunas): sangat tinggi
• • Tanaman dewasa: <50 mg/kg BK
• • Biji matang: aman

Kondisi Bahaya:

• • Setelah frost/embun beku
• • Pertumbuhan setelah kekeringan
• • Tinggi <60 cm

🔬 Mekanisme Toksisitas HCN

🧬

Glikosida Sianogenik

Linamarin/Dhurrin

⚡

Enzim β-glukosidase

Hidrolisis

☠️

HCN Bebas

Asam Sianida

🫀

Hambat Sitokrom c

Asfiksia seluler

Mekanisme: HCN berikatan dengan sitokrom c oksidase (kompleks IV rantai respirasi), menghambat transfer elektron ke oksigen. Sel tidak dapat menggunakan O₂ meski tersedia (histotoxic hypoxia), menyebabkan kematian sel akut.

📊 Parameter Toksikologi HCN

Spesies	LD₅₀ (mg/kg BB)	Dosis Letal	Sensitivitas
🐄 Sapi	2.0 - 4.0	~1 g untuk 500 kg	Tinggi
🐑 Domba	3.0 - 5.0	~150 mg untuk 50 kg	Sedang
🐖 Babi	2.5 - 4.5	~250 mg untuk 100 kg	Tinggi
🐔 Ayam	11 - 21	~40 mg untuk 2 kg	Rendah

🚨 Tanda Klinis Keracunan Akut

1.

Fase Awal (5-15 menit)

Gelisah, hipersalivasi, pupil dilatasi

2.

Fase Progresif (15-30 menit)

Dispnea, takikardia, tremor otot, ataksia

3.

Fase Terminal

Konvulsi, koma, kematian dalam 1-2 jam

Khas: Mukosa berwarna merah terang (cherry red) karena darah vena teroksigenasi tidak dapat melepas O₂ ke jaringan

💊 Penanganan & Antidotum

Antidot Primer:

Sodium nitrit 1-2% IV (10 mg/kg) + Sodium thiosulfat 20% IV (500 mg/kg)

Mekanisme Antidot:

Nitrit → methemoglobin (pengikat HCN) + Thiosulfat → rhodanese → thiocyanate (ekskresi)

Pencegahan:

• • Jemur singkong 2-3 hari
• • Rebus dan buang air
• • Fermentasi (tape)
• • Hindari sorgum <60 cm

📚 Studi Kasus Lapangan: Keracunan Sianida pada Kambing

Lokasi: Kab. Langkat, Sumatera Utara (2022)

Sekelompok 15 kambing diberikan pakan hijauan sorgum muda (tinggi 40 cm) setelah periode kekeringan. Dalam 45 menit, 8 ekor kambing mati dengan gejala khas keracunan sianida.

Temuan Nekropsi:

• • Darah berwarna merah terang
• • Bau almond pada rumen
• • Paru-paru edema

Analisis Lab:

• • HCN sorgum: 1800 mg/kg BK
• • HCN darah: 0.8 mg/L
• • pH rumen asam

Rekomendasi:

• • Panen sorgum >60 cm
• • Pelayuan 24 jam
• • Test picrate sebelum beri

🌿

Alkaloid Tanaman

Toksisitas alkaloid termasuk pyrrolizidine dan lathyrism

🌿 Definisi:

Alkaloid adalah senyawa organik mengandung nitrogen dengan cincin heterosiklik, bersifat basa, dan memiliki aktivitas farmakologis/toksikologis kuat.

☠️ Pyrrolizidine Alkaloid (PA)

Tanaman Sumber:

🌼

Senecio spp. (Groundsel)

PA: Senecionine, seneciphylline

💜

Crotalaria spp. (Rattlepod)

PA: Monocrotaline, retorsine

🌸

Heliotropium spp.

PA: Heliotrine, lasiocarpine

🪻

Echium spp. (Viper's bugloss)

PA: Echimidine

Mekanisme Toksisitas:

1 PA diserap dari usus

2 Bioaktivasi di hati (CYP450)

3 Metabolit pyrrole reaktif

4 Alkilasi DNA & protein

5 Hepatotoksisitas & karsinogenesis

Penyakit: Veno-occlusive disease (VOD) - penyumbatan vena hepatik, megalositosis, fibrosis hati progresif

🦴 Lathyrism

Sumber:

Lathyrus sativus (Grass pea/Chickling vetch)

Senyawa toksik: β-ODAP (β-N-oxalyl-L-α,β-diaminopropionic acid)

Jenis Lathyrism:

Neurolathyrism

Paralisis spastik irreversibel pada manusia (β-ODAP)

Osteolathyrism

Kelainan tulang pada hewan muda (β-aminopropionitrile)

Angiolathyrism

Aneurisma aorta (gangguan cross-linking kolagen)

Mekanisme β-ODAP:

• • Analog struktural glutamat
• • Eksitotoksisitas pada motor neuron
• • Overstimulasi reseptor AMPA
• • Influks Ca²⁺ berlebihan → kematian neuron
• • Degenerasi traktus kortikospinalis

Gejala pada Ternak:

• • Kuda: Roaring (paralisis laring)
• • Sapi: Kelainan tulang, osteolathyrism
• • Unggas: Ruptur aorta
• • Domba: Relatif toleran

🌱 Alkaloid Tanaman Liar Lainnya

Tropan Alkaloid

Sumber: Datura stramonium (Kecubung)

Senyawa: Atropin, skopolamin, hyoscyamine

Efek: Antikolinergik - takikardia, midriasis, delirium, hipertermia

Piperidine Alkaloid

Sumber: Conium maculatum (Poison hemlock)

Senyawa: Coniine, γ-coniceine

Efek: Blokade neuromuskuler, paralisis respirasi, teratogenik (crooked calf)

Steroidal Alkaloid

Sumber: Solanum spp. (Terung liar)

Senyawa: Solanine, solasodine

Efek: Gangguan GI, hemolisis, teratogenik (cyclopia pada domba)

📚 Studi Kasus: Keracunan Crotalaria pada Kuda

Lokasi: Perkebunan di Kab. Simalungun (2021)

Tiga ekor kuda yang digembalakan di area dengan banyak Crotalaria juncea menunjukkan gejala penyakit hati kronis setelah 2 bulan. Dua ekor mengalami fotosensitisasi hepatogenik.

Gejala Klinis:

• • Ikterus (kuning pada mukosa)
• • Penurunan berat badan
• • Fotosensitisasi sekunder
• • Ensefalopati hepatik

Temuan Lab & Penanganan:

• • Enzim hati (GGT, AST) ↑↑
• • Biopsi: Fibrosis periportal, megalositosis
• • Pindahkan ke padang rumput bersih
• • Suportif: hepatoprotektor, vitamin

☀️

Fotosensitisasi

Reaksi kulit akibat senyawa fotoreaktif pada ternak

☀️ Definisi:

Fotosensitisasi adalah kondisi dimana kulit menjadi hipersensitif terhadap sinar UV akibat akumulasi senyawa fotodinamik, menyebabkan dermatitis parah pada area yang terpapar matahari.

📋 Tipe-Tipe Fotosensitisasi

I

Tipe I - Primer

Absorpsi langsung senyawa fotoaktif dari tanaman

Contoh: Hypericin dari St. John's Wort, Furanocoumarin dari tanaman Apiaceae

II

Tipe II - Aberrant Pigment

Akumulasi porfirin endogen akibat defek metabolik

Contoh: Porfiria kongenital pada sapi (pink tooth), defisiensi enzim heme

III

Tipe III - Hepatogenik

Akumulasi phylloerythrin akibat kerusakan hati

Penyebab: Keracunan PA, aflatoksikosis, lantana, sporodesmin (facial eczema)

🌸 Hypericin (St. John's Wort Toxicosis)

Sumber Tanaman:

Hypericum perforatum (St. John's Wort)

Pigmen aktif: Hypericin & Pseudohypericin (naphthodianthrone)

Mekanisme Fotodinamik:

1. 1. Hypericin menyerap sinar UV-A (320-400 nm)
2. 2. Eksitasi ke keadaan triplet
3. 3. Transfer energi ke O₂ → singlet oxygen (¹O₂)
4. 4. Peroksidasi lipid membran sel
5. 5. Kerusakan sel epidermal → dermatitis

Tanda Klinis:

• • Eritema dan edema pada kulit putih/tidak berpigmen
• • Telinga, moncong, puting, vulva paling parah
• • Pruritus hebat → menggaruk/menggosok
• • Nekrosis kulit → sloughing
• • Mata: keratokonjungtivitis, kebutaan sementara

Spesies Rentan:

Domba > Sapi > Kuda > Kambing

Hewan dengan kulit putih/depigmentasi lebih rentan

🌿 Furanocoumarin (Psoralen)

Tanaman Sumber:

• • Ammi majus (Bishop's weed) - xanthotoxin
• • Heracleum spp. (Giant hogweed) - psoralen
• • Cymopterus watsonii (Spring parsley)
• • Thamnosma texana (Dutchman's breeches)
• • Seledri, parsnip, jeruk (kadar rendah)

Struktur Kimia:

Furocoumarin = coumarin + furan ring

Jenis: Psoralen, bergapten, xanthotoxin, isopimpinellin

Mekanisme PUVA:

1. 1. Furanocoumarin interkalasi DNA
2. 2. Absorpsi UV-A → aktivasi
3. 3. Fotoadisi dengan pyrimidine DNA
4. 4. Cross-linking DNA interstrand
5. 5. Kematian sel → fotodermatitis

Tanda Klinis Khas:

• • Linear/streaky dermatitis (pola kontak)
• • Vesikasi dan bula
• • Hiperpigmentasi post-inflamasi
• • Pada ternak: lesi terutama moncong, bibir

✅ Pencegahan dan Penanganan Fotosensitisasi

Pencegahan:

1

Identifikasi dan eradikasi tanaman beracun dari padang gembalaan

2

Sediakan naungan/shelter untuk ternak saat cuaca cerah

3

Batasi penggembalaan pada pagi/sore (hindari siang hari)

4

Pilih hewan dengan pigmentasi kulit gelap untuk area berisiko

Penanganan:

1

Segera pindahkan ke tempat teduh/kandang gelap

2

Berikan anti-inflamasi (kortikosteroid, NSAID)

3

Perawatan luka: antiseptik, salep antibiotik

4

Untuk hepatogenik: terapi suportif hati, vitamin B

📚 Studi Kasus: Fotosensitisasi Hepatogenik pada Domba

Lokasi: Kab. Karo, Sumatera Utara (2023)

Sekelompok 20 domba yang digembalakan di dataran tinggi mengalami dermatitis parah pada area kulit putih setelah mengonsumsi tanaman Lantana camara selama 3 minggu. Lantana menyebabkan hepatotoksisitas dan akumulasi phylloerythrin.

Gejala:

• • Edema telinga dan moncong
• • Nekrosis kulit putih
• • Ikterus
• • Konstipasi (lantadene)

Diagnosa:

• • Bilirubin darah ↑↑
• • Enzim hati (GGT) 10x normal
• • Phylloerythrin terdeteksi
• • Histopatologi: nekrosis hati

Penanganan:

• • Pindah ke kandang gelap
• • Dexamethasone injeksi
• • Vitamin B kompleks
• • Eradikasi Lantana

🔬

Strategi Detoksifikasi

Metode pengurangan toksisitas bahan pakan nabati

🎯 Tujuan Detoksifikasi:

Mengurangi atau menghilangkan senyawa anti-nutrisi dan toksik dalam bahan pakan tanpa menurunkan nilai nutrisi secara signifikan.

🦠

Fermentasi

Prinsip:

Mikroorganisme menghasilkan enzim yang mendegradasi ANF menjadi senyawa tidak berbahaya

Aplikasi:

• • Singkong → Tape/gaplek fermentasi: Reduksi HCN 80-95%
• • Kedelai → Tempe: Reduksi trypsin inhibitor 65-90%
• • Biji kapas → Fermentasi Aspergillus: Reduksi gossypol 70%

Mikroorganisme Efektif:

Aspergillus niger Rhizopus oligosporus Lactobacillus spp. Saccharomyces cerevisiae

✅ Keuntungan: Murah, meningkatkan nilai nutrisi, menghasilkan enzim dan vitamin tambahan

🔥

Perlakuan Panas

Prinsip:

Denaturasi protein ANF dan volatilisasi senyawa toksik melalui pemanasan

Metode & Efektivitas:

Autoclaving (121°C, 15 menit) Optimal

Toasting (100°C, 20-30 menit) Baik

Ekstrusi (140-160°C) Sangat baik

Micronization (infrared) Efektif

Target ANF:

• • Trypsin inhibitor: Inaktivasi 90-99%
• • Lektin: Inaktivasi 95-100%
• • HCN: Volatilisasi 70-90%
• • Goitrogen: Reduksi parsial

⚠️ Catatan: Over-heating dapat merusak asam amino (Maillard reaction), menurunkan ketersediaan lisin

⚗️

Ekstraksi Kimia

Prinsip:

Pelarutan atau inaktivasi senyawa toksik menggunakan bahan kimia spesifik

Metode Utama:

Perendaman Air (Soaking)

Ekstraksi glikosida sianogenik, oksalat larut air

Alkali Treatment (NaOH/Ca(OH)₂)

Detoksifikasi gossypol, degradasi aflatoksin

Solvent Extraction

Hexane untuk gossypol; etanol untuk alkaloid

Ammoniasi

Reduksi aflatoksin pada jagung/kacang tanah

✅ Aplikasi: Detoksifikasi biji kapas dengan iron sulfate (Fe₂SO₄) untuk mengikat gossypol bebas

🧬

Teknologi Enzimatik

Prinsip:

Penambahan enzim eksogen untuk mendegradasi substrat ANF spesifik

Enzim Komersial:

Enzim	Target	Efek
Fitase	Asam fitat	↑ P, Ca, Zn availability
β-Glukanase	β-glukan	↓ Viskositas digesta
Tanase	Tanin	Hidrolisis tanin
α-Galaktosidase	Raffinose, stachyose	↓ Flatulensi

Keunggulan:

• • Spesifik dan selektif
• • Tidak merusak nutrisi lain
• • Mudah diaplikasikan dalam feed mill
• • Dapat dikombinasikan (multi-enzyme)

📊 Ringkasan Efektivitas Metode Detoksifikasi

ANF/Toksin	Fermentasi	Panas	Kimia	Enzim
Glikosida Sianogenik	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐	⭐
Trypsin Inhibitor	⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐	⭐⭐
Asam Fitat	⭐⭐	⭐	⭐	⭐⭐⭐
Tanin	⭐⭐	⭐	⭐⭐	⭐⭐⭐
Gossypol	⭐⭐	⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐
Lektin	⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐	⭐

⭐ = Kurang efektif, ⭐⭐ = Cukup efektif, ⭐⭐⭐ = Sangat efektif

📚 Studi Kasus: Implementasi Detoksifikasi di Industri Pakan

Lokasi: PT. Feed Mill Indonesia, Medan

Sebuah pabrik pakan unggas mengoptimalkan penggunaan bungkil kedelai lokal dengan implementasi multi-strategi detoksifikasi untuk mengurangi ANF dan meningkatkan nilai nutrisi.

Proses:

1. 1. Steam toasting 105°C, 25 menit
2. 2. Penambahan fitase 500 FTU/kg
3. 3. Penambahan protease 4000 U/kg
4. 4. Penyimpanan kondisi kering

Hasil:

• • TIA turun dari 25 ke 3 TIU/mg
• • Kecernaan protein naik 12%
• • FCR broiler membaik 0.08
• • Pengurangan biaya P 30%

ROI:

• • Investasi enzim: Rp 150/kg pakan
• • Penghematan DCP: Rp 200/kg
• • Peningkatan performa: Rp 300/ekor
• • Break-even: 2 bulan

📝

Kuis Interaktif

Uji pemahaman Anda tentang toksikologi pakan

Progress Kuis 0/15

🎉

Kuis Selesai!

📜

Riwayat Kuis

Rekam jejak hasil kuis Anda

📋

Belum ada riwayat kuis. Selesaikan kuis pertama Anda!

© 2024 Universitas Sumatera Utara - Fakultas Pertanian

Prodi Peternakan | Toksikologi Pakan | Prof. Dr. Ir. Yunilas, M.P

Continue

TOKSIKOLOGI PAKAN: KERUSAKAN BAHAN PAKAN

Continue

EVALIUASI: PENGOLAHAN PAKAN SECARA PISIK

Quiz Pengolahan Pakan

Ilmu Dan Teknologi Pengolahan Pakan

Pengolahan Secara Fisik

Kata Sandi

Kata sandi salah!

Nama Lengkap

NIM

⏱️ Waktu: 12 menit | 📝 10 Soal

1

dari 10 soal

12:00

📋 Studi Kasus:

Quiz Selesai!

0/10

Jawaban Benar

📊 Evaluasi:

Continue