Pertumbuhan, Pemanfaatan Karbohidrat dan Aktivitas Antioksidan pada Ikan Nila Oreochromis niloticus yang Diberi Pakan dengan Kadar Protein dan Citral Berbeda

Abstract

Ikan nila (Oreochromis niloticus) merupakan salah satu komoditas akuakultur penting di Indonesia, namun keberlanjutan usaha produksi ikan ini menghadapi tantangan utama yaitu tingginya biaya pakan yang dapat mencapai 80% dari total biaya produksi. Tingginya harga pakan salah satunya disebabkan oleh kandungan protein yang merupakan komponen termahal dalam formulasi pakan. Protein berperan vital sebagai sumber energi dan pembentukan berbagai senyawa dan sel dalam tubuh sehingga berdampak langsung terhadap pertumbuhan dan kesehatan ikan. Fungsi protein sebagai sumber energi dapat disubstitusi oleh karbohidrat, sehingga pemanfaatan protein untuk pertumbuhan akan lebih optimum dan kadar protein pakan dapat diturunkan sehingga dapat menurunkan biaya pakan. Namun kebanyakan organisme akuatik termasuk ikan nila memiliki kemampuan terbatas dalam memanfaatkan karbohidrat. Penambahan bahan tambahan pakan (feed additive) seperti citral dapat meningkatkan pemanfaatan karbohidrat dan mendukung efisiensi pemanfaatan protein (protein sparing effect). Citral merupakan senyawa aldehid dalam minyak atsiri tanaman seperti serai dan lemon yang dapat meningkatkan aktivitas berbagai enzim terkait metabolisme karbohidrat dan mendukung pertumbuhan serta sistem imun ikan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh penambahan citral pada pakan dengan kadar protein berbeda terhadap efisiensi pemanfaatan karbohidrat, pertumbuhan, dan aktivitas antioksidan ikan nila. Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak faktorial dengan dua faktor yaitu dosis citral (0, 50 dan 100 mg/kg pakan) dan kadar protein pakan (kadar protein 25% dan 28%) dengan masing-masing empat ulangan. Pakan uji yang digunakan merupakan pakan hasil formulasi dengan kadar protein 25% dan 28%. Pakan uji dibuat isoenergetik dengan kandungan energi 4091-4115 kkal/kg, dengan cara mencampur semua bahan pakan yang telah dihaluskan dan diformulasikan sesuai perlakuan. Citral dengan tingkat kemurnian =96% (Sigma Aldrich®) ditambahkan pada pakan sesuai dosis perlakuan dengan cara dihomogenkan terlebih dahulu dengan palm oil, kuning telur dan air 300 mL/kg. Campuran tersebut ditambahkan ke bahan baku lalu dihomogenkan. Kemudian campuran tersebut dicetak, dikeringkan dan di coating dengan fish oil. Ikan nila dengan bobot awal 3,77±0,00 g sebanyak 15 ekor dipelihara pada akuarium berukuran 50 x 50 x 40 cm selama 60 hari. Pemberian pakan uji diberikan dengan frekuensi tiga kali sehari secara at satiation. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan citral mampu meningkatkan aktivitas enzim amilase. Aktivitas enzim amilase meningkat seiring dengan peningkatan dosis citral. Nilai aktivitas enzim amilase tertinggi terdapat pada perlakuan pemberian pakan dengan protein 25% dan dosis citral 100 mg/kg pakan (25FC100). Hasil pengukuran kadar glukosa post-prandial mengalami peningkatan setelah 1 jam pemberian pakan pada semua perlakuan, kemudian terjadi penurunan secara bertahap hingga 8 jam setelah pemberian pakan. Peningkatan kadar glukosa tertinggi terjadi pada perlakuan dengan protein 25% dan dosis citral 100 mg/kg pakan (25FC100) pada jam ke-2. Pada jam ke-4 semua perlakuan citral menunjukkan penurunan kadar glukosa dibandingkan perlakuan tanpa pemberian citral. Faktor protein pakan berpengaruh nyata terhadap glukosa darah pada jam ke-4, 6 dan 8. Faktor dosis citral berpengaruh nyata pada jam ke-1 hingga ke-8. Sementara itu, terdapat interaksi antara protein dan citral yang signifikan pada jam ke-6 dan 8. Hal ini menunjukkan bahwa kombinasi keduanya secara bersama-sama mempengaruhi kadar glukosa darah pada waktu tersebut. Ekspresi gen glucose transporter 4 (glut4) pada ikan nila meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan dosis citral dalam pakan, dengan ekspresi tertinggi diamati pada kelompok protein 28% dengan citral 100 mg/kg pakan (28FC100) (P<0,05). Hasil ekspresi gen hexokinase (hx) menunjukkan bahwa perlakuan 25FC100 dan 28FC100 meningkat signifikan dibandingkan perlakuan lainnya. Secara umum, nilai hepatosomatic index (HSI) maupun viserasomatic index (VSI) menunjukkan adanya penurunan yang signifikan pada perlakuan dengan penambahan citral dibandingkan pakan tanpa citral baik pada tingkat protein 25% (25FC0) maupun 28% (28FC0). Penambahan citral pada pakan berprotein rendah secara konsisten menurunkan kadar lemak hati dengan nilai terendah terdapat pada perlakuan 25FC100. Parameter glikogen hati lemak otot dan glikogen otot tidak menunjukkan hasil yang berbeda nyata antar perlakuan (P>0,05). Nilai retensi lemak tertinggi ditunjukkan pada perlakuan 25FC100, 28FC50 dan 28FC100. Hasil ini berbeda signifikan dibandingkan pakan tanpa tambahan citral. Hasil juga serupa dengan retensi protein dimana perlakuan 25FC100 dan 28FC100 berbeda signifikan dibandingkan pakan tanpa tambahan citral. Nilai malondialdehyde (MDA) menunjukkan nilai terendah pada perlakuan 28FC100. Hasil menunjukkan bahwa protein maupun dosis citral memberikan pengaruh signifikan terhadap kadar MDA dengan penambahan citral pada masing-masing kadar protein menunjukkan penurunan kadar MDA. Nilai superoxide dismutase (SOD) tertinggi diperoleh pada perlakuan 28FC100. Hasil menunjukkan bahwa protein, dosis citral maupun interaksi keduanya berpengaruh signifikan terhadap aktivitas SOD (P<0,05). Aktivitas glutathione peroxidase (GPx) meningkat signifikan seiring dengan peningkatan dosis citral (P<0,05). Nilai GPx tertinggi pada perlakuan 28FC100. Bobot akhir dan laju pertumbuhan spesifik (LPS) dipengaruhi secara signifikan oleh tingkat protein dan penambahan citral dengan bobot akhir dan LPS ikan nila tertinggi pada perlakuan 28FC100. Nilai bobot tubuh akhir dan LPS secara umum lebih tinggi pada ikan yang diberi perlakuan dengan penambahan citral dibandingkan tanpa citral. Nilai rasio konversi pakan terbaik ditunjukkan pada perlakuan (25FC100) maupun 28FC100. Hasil ini berbeda signifikan jika dibandingkan dengan pakan perlakuan tanpa citral yaitu 25FC0 maupun 28FC0. Tingkat kelangsungan hidup tidak berbeda signifikan antar perlakuan (P>0,05). Berdasarkan penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa tingkat protein 28% dan dosis citral 100 mg/kg pakan dapat meningkatkan pemanfaatan karbohidrat, pertumbuhan dan aktivitas antioksidan terbaik ikan nila.

Tilapia (Oreochromis niloticus) is one of the most important aquaculture commodities in Indonesia, but the sustainability of its production faces a major challenge: high feed costs, which can account for up to 80% of total production costs. One of the reasons for the high price of feed is its protein content, which is the most expensive component in feed formulation. Protein plays a vital role as an energy source and in the formation of various compounds and cells in the body, directly impacting fish growth and health. The energy-providing function of protein can be substituted by carbohydrates, allowing protein utilization for growth to be optimized and feed protein levels to be reduced, thereby lowering feed costs. However, most aquatic organisms, including tilapia, have limited ability to utilize carbohydrates. The addition of feed additives such as citral can enhance carbohydrate utilization and support protein utilization efficiency (protein-sparing effect). Citral is an aldehyde compound found in essential oils of plants such as lemongrass and lemon, which can enhance the activity of various enzymes related to carbohydrate metabolism and support fish growth and immune system. This study aims to evaluate the effect of citral addition in feed with different protein levels on carbohydrate utilization efficiency, growth, and antioxidant activity in tilapia. The experimental design used was a randomized factorial design with two factors: citral dose (0, 50, and 100 mg/kg feed) and feed protein content (25% and 28% protein) with four replicates each. The test feed used was formulated feed with protein contents of 25% and 28%. The test feed was made isoenergetic with an energy content of 4091–4115 kcal/kg by mixing all feed ingredients that had been ground and formulated according to the treatment. Citral with a purity level of =96% (Sigma Aldrich®) was added to the feed according to the treatment dose by first homogenizing it with palm oil, egg yolk, and 300 mL/kg of water. The mixture was then added to the raw materials and homogenized. The mixture was then molded, dried, and coated with fish oil. Tilapia with an initial weight of 3.77 ± 0.00 g (15 fish) were reared in an aquarium measuring 50 x 50 x 40 cm for 60 days. The test feed was administered three times daily at satiation. The results showed that the addition of citral increased amylase enzyme activity. Amylase enzyme activity increased with increasing citral dosage. The highest amylase enzyme activity was observed in the treatment with 25% protein and 100 mg/kg citral (25FC100). Postprandial glucose levels increased one hour after feeding in all treatments, then gradually decreased up to eight hours after feeding. The highest glucose increase occurred in the treatment with 25% protein and a citral dose of 100 mg/kg feed (25CF100) at two hours. At the 4th hour, all citral treatments showed a decrease in glucose levels compared to the treatment without citral administration. The feed protein factor had a significant effect on blood glucose at the 4th, 6th, and 8th hours. The citral dose factor had a significant effect from the 1st to the 8th hour. Meanwhile, there was a significant interaction between protein and citral at hours 6 and 8. This indicates that the combination of both factors jointly influenced blood glucose levels at those times. The expression of the glucose transporter 4 (glut4) gene in tilapia increased significantly with increasing citral dose in the diet, with the highest expression observed in the 28FC100 group (P<0.05). The results of hexokinase (hx) gene expression showed that the 25FC100 and 28FC100 treatments increased significantly compared to the other treatments. In general, both hepatosomatic index (HSI) and viscerasomatic index (VSI) values showed a significant decrease in treatments with citral addition compared to feed without citral, both at the 25% protein level (25FC0) and 28% (28FC0). The addition of citral to low-protein feed consistently reduced liver fat content, with the lowest value observed in the 25FC100 treatment. Liver glycogen, muscle fat, and muscle glycogen parameters did not show significant differences between treatments (P > 0.05). The highest fat retention values were observed in the 25FC100, 28FC50, and 28FC100 treatments. These results differed significantly from those of the feed without citral supplementation. The results were also similar to protein retention, where the 25FC100 and 28FC100 treatments differed significantly from the feed without citral supplementation. Malondialdehyde (MDA) levels were lowest in the 28FC100 treatment. The results indicate that both protein and citral dose significantly influence MDA levels, with the addition of citral at each protein level showing a decrease in MDA levels. The highest superoxide dismutase (SOD) levels were obtained in the 28FC100 treatment. The results showed that protein, citral dose, and their interaction significantly influenced SOD activity (P<0.05). Glutathione peroxidase (GPx) activity increased significantly with increasing citral dose (P<0.05). The highest GPx value was observed in the 28FC100 treatment. Final weight and specific growth rate (SGR) were significantly influenced by protein levels and citral addition, with the highest final weight and SGR in tilapia observed in the 28FC100 treatment. Final body weight and SGR values were generally higher in fish treated with citral addition compared to those without citral. The best feed conversion ratio was observed in the 25FC100 and 28FC100 treatments. These results differed significantly compared to the control treatments without citral (25FC0 and 28FC0). Survival rates did not differ significantly among treatments (P > 0.05). Based on this study, it can be concluded that a protein level of 28% and a citral dose of 100 mg/kg of feed can improve carbohydrate utilization, growth, and antioxidant activity in tilapia.