Meskipun kacang kedelai dan tanaman lain
menyediakan protein, susunan kimianya juga mencakup antinutrisi yang dapat
menghambat pertumbuhan dan memengaruhi fungsi metabolisme sampai tingkat tertentu
pada ikan dan spesies akuakultur lainnya.

Faktor pembatas penting untuk penyertaan beberapa bahan nabati dalam pakan akuakultur adalah keberadaan senyawa sekunder beracun, atau antinutrisi, dalam bahan-bahan tersebut. Informasi tentang dampak antinutrisi ini pada spesies akuatik yang dibudidayakan terbatas, dan penelitian tambahan akan diperlukan untuk memanfaatkan potensi bahan yang berasal dari tumbuhan dalam pakan akuakultur dengan lebih baik.

Antinutrisi utama

Antinutrisi utama dalam bahan pakan akuakultur potensial yang berasal dari tumbuhan adalah glukosinolat, fitat, inhibitor protease, polisakarida nonpati (NSP) dan oligosakarida, saponin, tanin, lektin, dan gosipol. Yang lainnya termasuk fitoestrogen, alkaloid, sianogen, mimosin, asam lemak siklopropenoid, kanavanin, antivitamin, dan ester forbol. Zat-zat ini tidak terlibat dalam metabolisme primer tumbuhan, tetapi disintesis oleh tumbuhan, mungkin untuk mencegah herbivora dan patogen.

Glukosinolat

Glukosinolat adalah tioglukosida yang umum ditemukan pada tanaman dari famili Cruciferae (misalnya, rapeseed). Saat diproses, produk pemecahan antinutrien ini seperti isothiosianat dan nitril mungkin lebih berbahaya. Senyawa tersebut menghambat pertumbuhan dan mengganggu struktur dan fungsi tiroid pada ikan, bahkan pada kadar rendah. Ekstraksi dengan air dan panas lembap terbukti efektif dalam mengurangi kadar glukosinolat.

Fitat

Fitat (heksafosfat mioinositol) umum ditemukan pada biji tanaman, dan merupakan sebagian besar kandungan fosfornya (60 persen dalam bungkil kedelai). Tahan terhadap enzim ikan, fitat mengurangi ketersediaan fosfor dalam makanan. Fitat juga berikatan dengan ion mineral divalen dan trivalen, sehingga ion-ion ini tidak tersedia. Fitat membentuk kompleks dengan protein makanan dan mengurangi daya cernanya.

Diet tinggi fitat dapat menghambat pertumbuhan dan menyebabkan kelainan pada histologi usus berbagai spesies ikan yang biasa dibudidayakan. Fitat dapat dikurangi dengan mengupas sereal. Selain itu, pemanasan, fermentasi, penambahan enzim fitase, dan suplementasi dengan seng juga dapat mengatasi kandungan fitat yang tinggi dalam diet ikan.

Inhibitor protease

Inhibitor protease sangat umum di antara tanaman seperti kacang-kacangan, dengan rata-rata 4 miligram per gram dalam bungkil kedelai komersial. Inhibitor ini menghambat aktivitas enzim proteolitik tripsin dan kimotripsin, dan menghambat pemanfaatan protein pakan. Perlakuan panas lembap pada suhu 120 derajat-C selama 15 hingga 30 menit hampir sepenuhnya menetralkan inhibitor protease.

Polisakarida dan oligosakarida

Polisakarida dan oligosakarida nonpati dari famili rafinosa merupakan konstituen penting dari berbagai jenis biji-bijian kacang-kacangan dan sereal, terkadang membentuk 30 persen dari berat keringnya. Pada ikan, NSP mengurangi asupan pakan dan menurunkan daya cerna pakan dengan mengikat asam empedu dan mineral, atau dengan menghalangi aksi enzim pencernaan dan pergerakan digesta di usus.

NSP yang larut lebih merugikan pertumbuhan ikan daripada oligosakarida. NSP menyerap air dan membentuk massa seperti getah di usus, dan meningkatkan viskositas isi usus. Ekstrusi pakan pada suhu tinggi dapat meningkatkan daya cerna karbohidrat secara umum. NSP dalam makanan dapat dinetralkan sampai batas tertentu dengan pengobatan dengan enzim seperti glikanase. Iradiasi sinar gamma juga menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam menurunkan kandungannya.

Saponin

Saponin adalah glikosida steroid atau triterpenoid yang ditemukan di banyak tanaman seperti kacang-kacangan, dengan konsentrasi sekitar 50 miligram per kilogram dalam berbagai biji kacang-kacangan. Saponin makanan di atas level 1,5 gram per kilogram dapat menghambat pertumbuhan dan merusak mukosa usus pada ikan.

Saponin juga dapat memengaruhi ketersediaan protein dengan membentuk kompleks saponin-protein yang sulit dicerna. Ketika ditambahkan ke air, saponin sangat beracun bagi ikan, karena kerusakan yang disebabkan pada epitel pernapasan insang oleh aksi deterjennya. Ekstraksi dengan air atau iradiasi sinar gamma membantu dalam penghilangan atau netralisasi saponin.

Tanin

Tanin terdapat secara luas di kerajaan tumbuhan sebagai tanin yang dapat dihidrolisis dan terkondensasi. Tanin dapat mengganggu proses pencernaan dengan mengikat protein pakan, vitamin, mineral, dan enzim pencernaan. Informasi terbatas tersedia tentang efeknya pada ikan, meskipun tanin yang dapat dihidrolisis dalam makanan telah ditemukan dapat menghambat pertumbuhan.

Pengupasan biji, perendaman dan autoklaf, perlakuan dengan alkali, fermentasi dengan bakteri asam laktat, perlakuan dengan zat pengoksidasi, dan suplementasi dengan zat pengompleks tanin polietilen glikol adalah semua tindakan yang menangkal tanin.

Lektin

Lektin atau fitohemaglutinin ditemukan dalam banyak biji legum, dan dapat mengikat secara reversibel ke bagian karbohidrat dari glikokonjugat kompleks pada membran. Bila terdapat dalam makanan, zat ini dapat merusak mukosa usus pada ikan. Efeknya mungkin lebih kuat bila terdapat antinutrisi lainnya. Lektin dapat dihancurkan dengan pemanasan lembap (wet steam).

Gosipol

Gosipol adalah polifenol yang ditemukan pada tanaman genus Gossypium (kapas). Zat ini menyebabkan efek negatif seperti depresi pertumbuhan, kelainan usus dan organ dalam lainnya, dan rasio jenis kelamin yang tidak seimbang pada ikan. Pembentukan kompleks protein-gosipol yang tidak dapat dicerna dapat menyebabkan defisiensi beberapa asam amino esensial, seperti metionin.

Efek menguntungkan

Beberapa senyawa tanaman sekunder ini memiliki efek menguntungkan pada kadar rendah. Misalnya, beberapa saponin meningkatkan pertumbuhan ikan pada kadar makanan rendah. Saponin dapat meningkatkan daya cerna makanan kaya karbohidrat karena aktivitasnya seperti deterjen, yang mengurangi viskositas dan dengan demikian mencegah aksi penghambatan normal makanan tersebut terhadap pergerakan digesta di usus.

Penyertaan inhibitor tripsin jangka pendek dan siklus dengan makanan telah terbukti meningkatkan daya cerna protein dan kinerja pertumbuhan pada ikan mas.

Beberapa antinutrien saling melawan efek satu sama lain. Misalnya, interaksi saponin-tanin, tanin-lektin, dan tanin-sianogen dilaporkan mengurangi toksisitas masing-masing. Akan tetapi, interaksi antara antinutrien tertentu dapat meningkatkan toksisitas.