Tanin pekat dan mikotoksin dalam sorgum genotip perang: cabaran baharu pengeluaran ayam

• Di Amerika Selatan, terutamanya di Venezuela, selepas jagung, sorgum bijirin adalah bijirin lain yang digunakan oleh industri kilang makanan haiwan.
• Kebanyakan sorgum ini mengandungi tanin terkondensasi (CT) dalam komponennya, yang dikaitkan dengan kesan buruk terhadap pencernaan dan metabolisme nutrien dalam haiwan bukan ruminan.

Laporan ini menekankan konsep-konsep berkaitan dengan toksikologi sorgum bijirin perang secara genotip (GBS), dengan memberi tumpuan kepada aspek-aspek berkaitan ketoksikan intrinsik dan ekstrinsiknya.

Rajah 1. Bijiran sorgum dan testa

TOKSIKOLOGI SORGUM BIJIRIN PERANG SECARA GENOTIP

GBS dinamakan demikian kerana kehadiran satu lapisan sel yang dikenali sebagai testa (Rooney dan Miller, 1981; Rumbos, 1986). Lapisan ini wujud dan sangat berpigmen pada peringkat awal pembentukan bijirin.

• Sebagai ciri struktur yang sangat penting, telah ditentukan bahawa GBS dengan testa yang sangat berkembang dan sangat berpigmen mempunyai kandungan polifenol total dan tanin terkondensasi (CT) yang tinggi berbanding dengan yang mempunyai sedikit atau tiada perkembangan lapisan ini (Doherty et al., 1987; Ciccola, 1989).
• Fakta ini menunjukkan bahawa dalam lapisan inilah sel-sel yang menghasilkan sebatian ini terletak. Oleh itu, kultivar yang tidak mempunyai testa (sorgum putih secara genotip) tidak mengandungi CT; nilai pemakanannya adalah sekitar 96-98% berbanding dengan jagung (Sullivan, 1987).

Toksikiti Intrisik: Sebatian Polifenol

Dari sudut kimia, sebatian polifenol boleh dikelaskan kepada tiga kumpulan:

Asid fenolik yang terdapat dalam semua kultivar sorgum dan sebahagian besar sebatian flavonoid, manakala tanin, terutamanya tanin terkondensasi, hanya terdapat dalam GBS yang mempunyai testa berpigmen, tahan terhadap serangan ayam dan degradasi enzim (Hahn et al., 1984).

Tanin

Tanin ialah kompleks polimer fenolik yang merupakan antara produk semula jadi yang paling banyak dan tersebar luas dalam pelbagai tumbuhan, termasuk pokok, buah-buahan dan rumput.

Kehadirannya dalam bijirin adalah jarang berlaku, dan dalam kes sorgum, tanin hanya terdapat dalam kultivar perang secara genotip (Mehansho et al., 1987a).

Tannin yang boleh di hidrolisis

Penyelidikan oleh Hahn et al. (1984) memungkinkan untuk membezakan dua kumpulan besar:

Wakil utamanya ialah asid tanik, yang terurai kepada komponen cirinya, iaitu gula dan asid fenolik (asid galik atau asid ellagik) apabila dirawat dengan larutan berasid atau beralkali atau dengan enzim hidrolitik seperti tannase.

Tanin pekat

Tanin ini adalah polimer fenolik dengan berat molekul tinggi (500 hingga 3000 dalton), larut dalam air, yang terbentuk hasil daripada kondensasi flavan-3-ol atau unit katekin dan dikenali sebagai proantosianidin (Salunkhe et al., 1982).

• CT mempunyai keupayaan untuk memendakkan alkaloid, gelatin dan protein lain, membentuk kompleks tanin-protein yang stabil; yang akan menyebabkan ketidakaktifan protein dengan pemendakan protein seterusnya (Aw & Swanson, 1985).
• Jenis tanin ini secara saintifik telah dikaitkan dengan kemerosotan nilai pemakanan GBS dan tindak balas produktif dalam ayam (Hahn et al., 1984; Jaramillo, 1992).

Figure 2. Structure of the Proanthocyanidin Polymer (Condensed Tannin). Source: Adapted from Gupta and Haslam (1979).

Ketoksikan Ekstrinsik: Metabolit Mykobiota

Kehadiran kulat sebagai semula jadi bahan cemar input tumbuhan, terutamanya
sorghum bijirin, adalah penting kerana, dalam tambahan kepada ketoksikan intrinsik bijirin dihasilkan oleh kehadiran CT, toksik baru komponen diperbadankan.

• Komponen toksik baharu ini adalah ekstrinsik dalam alam semula jadi. Ia diwakili oleh semula jadi pencemaran oleh mikotoksin apabila kulat tersebut mempunyai kapasiti genetik untuk menghasilkan satu atau lebih bahan kimia ini sebatian.

Setelah dihasilkan dalam bijirin sorgum, mikotoksin boleh dimakan melalui makanan, menyebabkan disfungsi organik dalam ayam yang secara negatif menjejaskan kesihatan keseluruhan dan kadar pengeluaran.Dalam haiwan ternakan, terutamanya ayam dan babi, kesan yang mungkin timbul akibat pengambilan GBS yang tinggi dalam CT dan tercemar dengan mikotoksin masih belum diketahui kerana usaha penyelidikan mengenai jenis sorgum ini lebih tertumpu kepada kajian kesan antinutrisi tanin.

ETOKSIKOLOGI TRINOMIAL SEBAB – KESAN – TINDAK BALAS

Trinomial SEBAB – KESAN – TINDAK BALAS boleh ditakrifkan sebagai tindakan agen penyebab terhadap sistem biologi, yang menghasilkan kesan yang dinyatakan melalui tindak balas atau manifestasi yang boleh diukur dan/atau dilihat (Jaramillo, 2005).

Foto 1. Mikobiota dalam sorgum.
Hidangan Petri dalam medium DRBC dan MSA selepas lapan hari inkubasi. Sumber: Dr. Marta Jaramillo (1999 – 2018).

Pada masa ini, diketahui bahawa dalam GBS:

• Komponen SEBAB diwakili oleh kehadiran intrinsik CT dan oleh kehadiran ekstrinsik metabolit yang dihasilkan oleh mikobiota yang mencemari bijirin secara dalaman dan luaran di ladang, serta beban mikobiota luaran yang ditambahkan semasa penyimpanan dan pengangkutan.
• Komponen KESAN diwakili oleh kesan yang dihasilkan oleh komponen SEBAB dalam organ dan tisu sistem biologi yang berbeza.
• Komponen TINDAK BALAS dikaitkan dengan manifestasi yang ditunjukkan oleh haiwan akibat daripada komponen KESAN; ini boleh diukur secara kuantitatif (Jaramillo, 2005).

CONDENSED TANNINS TANIN PEKAT
Toksiti Metaboli

Penyerapan langsung CT nampaknya tidak mungkin berlaku. Ini mungkin disebabkan oleh halangan anatomi yang dihadapi dan, lebih khusus lagi, saiz besar polimer tanin, yang tidak terdegradasi kepada produk akhirnya oleh enzim dalam saluran gastrousus.

Namun, terdapat beberapa bukti mengenai ketoksikan metabolik yang dikaitkan dengan kemungkinan tindakan CT dan sebatian kimia lain yang terdapat dalam bijirin sorgum, seperti:

• Kajian oleh Sell dan Rogler (1983) menunjukkan kemungkinan ketoksikan metabolik CT dengan penemuan peningkatan aktiviti enzim UDP-glukuroniltransferase dalam ayam yang memakan sorgum tinggi tanin berbanding dengan yang diberi makan sorgum rendah tanin.

Enzim ini diketahui terlibat dalam proses detoksifikasi sebatian fenolik. Berdasarkan ini, peningkatan aktivitinya boleh membayangkan penyerapan CT melalui dinding usus.

• Hipotesis ini diperkukuh oleh pemerhatian Martin-Tanguy et al. (1976), yang melaporkan bahawa tanin mengurangkan penggunaan metabolik asid amino.

Dalam bidang ini, kajian oleh Jaramillo (1992) menunjukkan perubahan histologi dan histokimia dalam saluran gastrousus ayam pedaging yang menerima diet dengan sorgum tinggi tanin.

• Penemuan ini menunjukkan kehadiran agen berbahaya yang mungkin berkaitan dengan tindakan sebatian ini atau dengan tindakan oligomer flavonoid.

METABOLIT MIKOBIOTA

Kajian oleh Jaramillo dan Wyatt (2000ab, 2001ab, 2002ab, 2003ab, 2004ab) merupakan kajian perintis dalam penyelidikan mengenai trinom ketoksikan dalam bijirin sorgum, menekankan bahawa elemen-elemen dalam trinomial ini diwakili oleh:

• Kandungan Tanin Terkondensasi (CTC)
• Pencemaran Mikobiota (MC)
• Potensi Toksigenik Mikobiota (TPM)

Konsep trinomial ini telah membuka bidang penyelidikan yang menarik.

• Dalam pelbagai kajian mereka, Jaramillo dan Wyatt membincangkan penemuan penting yang kini membolehkan kita memahami ketoksikan GBS di bawah konsep baharu sistem integral Tanin Terkondensasi – Metabolit Mikobiota, di mana dinamika perkembangannya menjadi tumpuan utama.
• Sistem ketoksikan ini berlaku secara semula jadi dalam keadaan ladang, disebabkan oleh kehadiran tanin dalam bijirin serta pencemarannya secara dalaman dan luaran oleh mikobiota.

KESIMPULAN

Dalam kajian mengenai ketoksikan GBS, pendekatan baharu yang melibatkan trinomial CTC – MC – TPM membolehkan penilaian yang lebih tepat dan menyeluruh terhadap ketoksikan sebenar bijirin, kejadian pencemaran yang berlaku sama ada di ladang atau penyimpanan, serta kesannya terhadap ayam dan babi, di mana ia menimbulkan tindak balas buruk terhadap fungsi pelbagai organ dan sistem, dengan haiwan muda menjadi yang paling terkesan.

Memahami ketoksikannya akan membawa kepada pemakanan dan penggunaan makanan haiwan yang lebih cekap serta rasional.

Sumber: Dr. Marta Jaramillo (2016)

Rujukan tersedia atas permintaan.