| dc.description.abstract | Penelitian ini mengkaji secara mendalam aplikasi teknologi elektrospinning untuk pengembangan nanofiber berbasis polivinil alkohol (PVA) sebagai sistem penghantar senyawa aktif alami, yaitu zat di dalam sirih hijau (Piper betle L.), kurkumin, dan beta-glukan, yang bertujuan untuk meningkatkan performa pertumbuhan serta respons imun pada ayam broiler, sekaligus sebagai alternatif antibiotic growth promoter (AGP). Teknologi elektrospinning yang diterapkan berhasil dikembangkan dengan beberapa bagian alat seperti modul tegangan tinggi dan memanfaatkan komponen dari peralatan medis bekas, seperti syringe pump dan inkubator neonatal sehingga mencerminkan efisiensi ekonomi.
Penelitian ini berhasil merakit alat elektrospinning dari peralatan yang digunakan untuk menghasilkan serat nano PVA 10% yang mengandung ekstrak air sirih hijau/Piper betle L. dengan aktivitas antibakteri sedang (0,5 – 0,7 cm) pada patogen seperti Escherichia coli dan Staphylococcus aureus. Serat nano yang dihasilkan memiliki diameter rata-rata 46,48 nm dan puncak serapan utama O-H stretching pada gelombang 3428 cm?¹. PVA-Piper betle filamen nanofibernya menunjukkan potensi sebagai pembalut luka antibakteri, karena didukung oleh kandungan senyawa bioaktif seperti flavonoid, fenolik, tanin, dan minyak atsiri. Selain itu, sirih dari hasil beberapa penelitian pada ayam broiler terbukti berpotensi meningkatkan tinggi vili jejunum dan duodenum, mengurangi populasi bakteri patogen, serta meningkatkan bobot karkas, yang menunjukkan efektivitasnya sebagai fitobiotik alami dalam meningkatkan kesehatan dan produktivitas ternak.
Penelitian ini juga menginvestigasi potensi nanofiber polivinil alkohol (PVA) dan kurkumin sebagai alternatif AGP untuk meningkatkan performa pertumbuhan ayam broiler. Nanofiber PVA-kurkumin disintesis menggunakan metode elektrospinning dengan konsentrasi PVA yang bervariasi (5%, 10%, dan 15%). Karakterisasi menggunakan SEM dan FTIR menunjukkan morfologi nanofiber yang halus dengan diameter serat 100-135 nm, pita serapan lebar dan kuat pada rentang 3100–3500 cm?¹ menunjukkan terjadinya ikatan hidrogen gugus hidroksil (-OH) kurkumin dan PVA. Selain itu, profil pelepasan kurkumin yang terkontrol/bertahap secara in vitro. Meskipun hasil uji performa pertumbuhan secara in vivo belum menunjukkan perbedaan signifikan secara statistik antar kelompok perlakuan, data numerik menunjukkan tren positif berupa peningkatan bobot badan, konsumsi pakan, serta efisiensi konversi pakan (FCR). Uji in vivo selama 7 hari (dari umur 1-8 hari) pada ayam broiler menunjukkan peningkatan numerik pada bobot badan, konsumsi pakan, dan efisiensi pakan (FCR), meskipun tidak ditemukan perbedaan signifikan secara statistik antar perlakuan. Dengan demikian, nanofiber PVA-kurkumin memiliki prospek sebagai pengganti AGP yang aman dan ramah lingkungan di peternakan unggas.
Nanofiber PVA-beta glukan menunjukkan hasil paling optimal dibandingkan dengan formulasi lainnya, khususnya pada konsentrasi beta-glukan dua kapsul (400 mg), dengan diameter serat rata-rata sebesar 30,81 nm. Struktur permukaan nanofiber terlihat halus serta porositas yang optimal. FTIR pada sampel PVA-beta glukan menunjukkan beberapa pita serapan O-H stretching pada 3100–3500 cm?¹, C-H alifatik pada 2850–3000 cm?¹. Suplementasi dengan formulasi ini menunjukkan peningkatan bobot badan tertinggi serta nilai FCR terbaik di antara perlakuan lainnya, sekaligus mampu menurunkan rasio heterofil/limfosit (H/L), yang merupakan indikator kuat penurunan stres fisiologis pada ayam broiler. Uji serologi juga menunjukkan peningkatan signifikan respons imun melalui peningkatan titer antibodi, memperkuat peran beta-glukan sebagai agen imunomodulator yang potensial untuk meningkatkan status kesehatan ayam broiler.
Kesimpulan dari penelitian ini menegaskan bahwa ketiga pendekatan nanoteknologi berbasis PVA tersebut menawarkan solusi inovatif dan berkelanjutan sebagai alternatif efektif pengganti AGP dalam industri peternakan unggas. Integrasi zat aktif alami, seperti senyawa di dalam Piper betle L., kurkumin, dan beta-glukan dalam bentuk nanofiber tidak hanya efektif dalam meningkatkan performa pertumbuhan unggas, tetapi juga secara substansial memperkuat respons imun serta kesehatan ayam secara komprehensif. Secara implikatif, pendekatan ini menjanjikan prospek signifikan dalam mengurangi risiko resistansi antibiotik, meningkatkan keberlanjutan industri peternakan unggas, serta mendorong pengembangan nutrisi ternak yang aman, efektif, dan ramah lingkungan melalui teknologi nanofiber.
Kata kunci: Alternatif AGP, Beta-glukan, Broiler, Kurkumin, Nanoteknologi, Sirih Hijau | |
| dc.description.abstract | This research examines the use of elektrospinning technology to create polyvinyl alcohol (PVA) nanofibers for delivering natural active compounds—substances in green betel leaf (Piper betle L.), curcumin, and beta-glucan—to improve growth performance and immune response in broiler chickens as alternatives to antibiotic growth promoters (AGPs). The elektrospinning equipment was efficiently built using recycled medical devices, including syringe pumps and neonatal incubators, along with high-voltage modules.
This study successfully assembled an elektrospinning apparatus from repurposed equipment to fabricate 10% PVA nanofibers incorporating aqueous green betel (Piper betle L.) extract. The nanofibers demonstrated moderate antibacterial activity (0.5–0.7 cm inhibition zones) against pathogens including Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Characterization revealed an average fiber diameter of 46.48 nm and a prominent O-H stretching absorption peak at 3428 cm?¹. The PVA-Piper betle nanofiber filaments exhibit significant potential as antibacterial wound dressings, attributable to bioactive constituents such as flavonoids, phenolics, tannins, and essential oils. Furthermore, broiler studies substantiate betel's efficacy in enhancing jejunal and duodenal villus height, reducing pathogenic bacterial populations, and increasing carcass yield - confirming its utility as a natural phytobiotic for improving livestock health and productivity.
Concurrently, we investigated polyvinyl alcohol (PVA)-curcumin nanofibers as antibiotic growth promoter (AGP) alternatives to enhance broiler growth performance. Elektrospinning synthesis employed varying PVA concentrations (5%, 10%, 15%). SEM and FTIR characterization indicated smooth nanofiber morphology with fiber diameters of 100–135 nm. A broad and intense absorption band at 3100–3500 cm?¹ signified hydrogen bonding between the hydroxyl groups (-OH) of curcumin and PVA. In vitro analysis further demonstrated controlled release kinetics of curcumin. Although in vivo growth performance trials (days 1–8 post-hatch) showed no statistically significant intergroup differences, numerical data revealed positive trends in body weight gain, feed intake, and feed conversion ratio (FCR). These findings support PVA-curcumin nanofibers as promising environmentally benign AGP substitutes in poultry production.
PVA-beta glucan nanofibers exhibited optimal performance among formulations, particularly at the two-capsule concentrations, with an average fiber diameter of 30.81 nm. The nanofibers displayed smooth surface morphology and ideal porosity. FTIR analysis identified characteristic absorption bands: O-H stretching at 3100–3500 cm?¹ and aliphatic C-H stretching at 2850–3000 cm?¹. Supplementation with this formulation yielded the highest body weight gain and optimal FCR among treatments, while significantly reducing the heterophil-to-lymphocyte (H/L) ratio - a robust indicator of attenuated physiological stress. Serological assays confirmed significantly enhanced immune response (p<0.05) through elevated antibody titers, substantiating beta-glucan's role as an effective immunomodulatory agent for improving broiler health status
Conclusion, these PVA-based nanotechnological approaches provide innovative, sustainable AGP alternatives in poultry production. Nanoencapsulation of Piper betle L., curcumin, and ß-glucan synergistically enhances growth metrics, immune competence, and overall broiler health. This paradigm holds significant potential for mitigating antimicrobial resistance risks while advancing eco-friendly poultry nutrition.
Keywords: Alternative AGP, Beta-glucan, Broiler, Curcumin, Green betel leaf, Nanotechnology | |
