Hidrolisat Peptida dari Kolagen Kulit Ikan untuk Pencegahan dan Pengobatan Infeksi Aeromonas hydrophila pada Ikan Nila Oreochromis niloticus

Abstract

Ikan nila (Oreochromis niloticus) merupakan salah satu komoditas budidaya air tawar yang banyak diminati di Indonesia. Produksi ikan nila di Indonesia terus mengalami peningkatan setiap tahunnya. Peningkatan produksi ikan nila diupayakan melalui sistem budidaya intensif, namun sistem ini dapat memicu serangan penyakit. Salah satu penyakit yang sering menyerang ikan nila adalah motile aeromonas septicemia (MAS) yang disebabkan oleh bakteri Aeromonas hydrophila. Salah satu upaya pembudidaya untuk menangani permasalahan ini adalah dengan menggunakan antibiotik. Namun, penggunaan antiobiotik dapat meningkatkan resistensi bakteri. Oleh karena itu, dilakukan penelitian peptida sebagai alternatif penggunaan antibiotik. Peptida merupakan senyawa alami yang tersusun atas asam amino yang saling berikatan melalui ikatan peptida. Peptida tidak menimbulkan resistensi bakteri dan dapat diaplikasikan untuk spektrum patogen yang lebih luas seperti virus, jamur, dan parasit. Setiap peptida memiliki perannya masing-masing, yaitu sebagai immunomodulator,antioksidan, antikanker, antimikroba dan antihipertensi. Peptida yang digunakan dalam penelitian ini dihidrolisis dari beberapa kolagen kulit ikan yang difermentasi dengan bakteri Bacillus thuringiensis. Kolagen yang diekstraksi dari sumber daya perikanan adalah produk yang memiliki nilai tambah tinggi, menjanjikan untuk dikembangkan karena ketersediaan yang tinggi, jarak ontogenetik yang besar antara ikan dan manusia, dan tidak bersifat toksik. Penelitian terkait peptida dari kolagen untuk akuakultur belum ada yang yang meneliti. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas hidrolisat peptida secara in vitro pada bakteri A. hydrophila dan in vivo pada ikan nila (Oreochromis niloticus) sehingga dapat diaplikasikan untuk pencegahan dan pengobatan ikan nila yang terinfeksi A.hydrophila. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) yang terdiri atas empat perlakuan dan tiga ulangan. Ikan uji yang digunakan adalah ikan nila merah dengan bobot rata-rata 11.4 ± 0.1 g. Kulit ikan bandeng yang digunakan berasal dari Pasar Dramaga, Bogor. Kulit ikan nila yang digunakan berasal dari Regal Springs Indonesia, Sumatera Utara. Kulit ikan patin yang digunakan berasal dari PT.Piala Laut, Jakarta Utara. Bakteri B. thuringiensis yang digunakan merupakan koleksi dari Balai Besar Penelitian Veteriner, Bogor. Bakteri A. hydrophila yang digunakan merupakan koleksi dari Laboratorium Kesehatan Ikan, Departemen Budidaya Perairan, FPIK, IPB. Hidrolisat peptida dari beberapa kolagen kulit ikan dengan dosis yang berbeda diuji secara in vitro terlebih dahulu menggunakan bakteri patogen A.hydrophila. Hasil terbaik yang dihasilkan yaitu hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng. Selanjutnya ikan nila diuji secara in vivo sesuai dengan perlakuan yaitu kontrol negatif dimana ikan nila diinjeksi dengan PBS dan diuji tantang dengan PBS, kontrol positif dimana ikan nila diinjeksi dengan PBS dan diuji tantang dengan A. hydrophila, pencegahan dimana ikan nila diinjeksi hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng selama 14 hari, kemudian diinjeksi dengan A. hydrophila, dan pengobatan dimana ikan nila diinjeksi dengan A. hydrophila, kemudian setelah terlihat gejala klinis diinjeksi dengan hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng. Parameter pengamatan meliputi rendemen kolagen, kadar protein, derajat hidrolisis (DH), uji in vitro, total leukosit (TL), aktivitas fagositik (AF), aktivitas respiratory burst (RB), aktivitas lisozim (AL), tingkat kelangsungan hidup (TKH), jumlah konsumsi pakan (JKP), laju pertumbuhan harian (LPH). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rendemen, kadar protein, dan DH kulit ikan bandeng secara berurutan yaitu 2.2%, 2.9%, dan 98%. Nilai rendemen, kadar protein, dan DH kulit ikan nila secara berurutan yaitu 7.6%, 3.0%, dan 92%. Nilai rendemen, kadar protein, dan DH kulit ikan patin secara berurutan yaitu 5.6%, 2.9%, dan 96%. Hasil uji in vitro terbaik dari kolagen kulit ikan bandeng, nila, patin dengan dosis 3.125%, 6.25%, dan 12.5% adalah hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng. Parameter respons imun menunjukkan bahwa nilai TL, AF, RB, dan AL meningkat setelah perlakuan maupun setelah uji tantang. Secara umum respons imun perlakuan pencegahan dan pengobatan berbeda nyata (P<0.05) dengan kontrol. Parameter TKH setelah uji tantang menunjukkan TKH perlakuan kontrol negatif (100 ± 0.00%), kontrol positif (40 ± 5%), pencegahan (60 ± 5%), dan pengobatan (10 ± 5%). Parameter KP dan LPH menunjukkan bahwa perlakuan pencegahan memperoleh nilai tertinggi dan berbeda nyata dengan kontrol (P<0.05). Kesimpulan dari penelitian ini yaitu hidrolisat peptida dapat menghambat pertumbuhan A.hydrophila. Hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng efektif untuk menghambat pertumbuhan A.hydrophila pada uji in vitro. Pada uji in vivo, pencegahan hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng lebih efektif dalam mencegah infeksi A. hydrophila dibandingkan pengobatan dengan hidrolisat peptida dosis 12.5% dari kolagen kulit ikan bandeng. Perlakuan pencegahan menunjukkan respons imun, pertumbuhan dan kelangsungan hidup yang lebih baik dibandingkan perlakuan pengobatan.

The Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) is one of the most popular freshwater aquaculture commodities in Indonesia. Tilapia production in Indonesia continues to increase every year. Increasing the production of tilapia is pursued through an intensive aquaculture system, but this system can trigger disease attacks. One of the diseases that often attack tilapia is motile aeromonas septicemia (MAS), caused by Aeromonas hydrophila bacteria. One of the efforts of cultivators to deal with this problem is the use of antibiotics. However, the use of antibiotics can increase bacterial resistance. Therefore, peptide research was conducted as an alternative to the use of antibiotics. Peptides are natural compounds composed of amino acids linked together through peptide bonds. Peptides do not cause bacterial resistance and can be applied to a wider spectrum of pathogens such as viruses, fungi, and parasites. Each peptide has its own role, namely as an immunomodulator, antioxidant, anticancer, antimicrobial, and antihypertensive. The peptides used in this study were hydrolyzed from some fish skin collagen fermented with Bacillus thuringiensis bacteria. Collagen extracted from fishery resources is a product that has high added value and is promising to be developed due to its high availability, large ontogenetic distance between fish and humans, and is non-toxic. There are no studies related to peptides from collagen for aquaculture. Therefore, this study aimed to evaluate the effectiveness of peptide hydrolysate in vitro on A. hydrophila bacteria and in vivo on tilapia (Oreochromis niloticus) so that it can be applied for the prevention and treatment of tilapia infected with A. hydrophila. This study used a completely randomized design consisting of four treatments and three replications. The test fish used were red tilapia, with an average weight of 11.4 ± 0.1 g. The milkfish skin used comes from Dramaga Market, Bogor. The skin of the tilapia used comes from Regal Springs, Indonesia, North Sumatra. The catfish skin used is from PT. Piala Laut, North Jakarta. The B. thuringiensis bacteria used were collected from the Indonesian Center for Veterinary Research, Bogor. The A. hydrophila bacteria used were collected from the Fish Health Laboratory, Department of Aquaculture, FPIK, and IPB. Peptide hydrolysate from several fish skin collagen with different doses was tested in vitro first using the pathogenic bacterium A. hydrophila. The best result was peptide hydrolysate at a dose of 12.5% from milkfish skin collagen. Furthermore, tilapia were tested in vivo according to the treatment, namely: negative control where tilapia were injected with PBS and challenged with PBS, positive control where tilapia were injected with PBS and challenged with A. hydrophila, prevention where tilapia were injected with a peptide hydrolysate dose of 12.5% of milkfish skin collagen for fourteen days, then injected with A. hydrophila, and treatment where tilapia were injected with A. hydrophila, then after clinical symptoms were seen, injected with a 12.5% dose of milkfish skin collagen. In vitro parameters observed included collagen yield, protein content, degree of hydrolysis (DH), in vitro test, total leukocyte (TL), phagocytic activity (AF), respiratory burst activity (RB), lysozyme activity (AL), survival rate (TKH), feed consumption (KP), and daily growth rate (LPH). The results showed that the yield value, protein content, and DH of milkfish skin were 2.2%, 2.9%, and 98%, respectively. The yield value, protein content, and DH of tilapia skin were, respectively, 7.6%, 3.0%, and 92%. The yield value, protein content, and DH of catfish skin were, respectively, 5.6%, 2.9%, and 96%. The best in vitro test results from milkfish, tilapia, catfish skin collagen at doses of 3.125%, 6.25%, and 12.5% were peptide hydrolysate at a dose of 12.5% from milkfish skin collagen. Immune response parameters showed that the values of TL, AF, RB, and AL increased after treatment and after the challenge test. In general, the immune response of the preventive and treatment treatments was significantly different (P<0.05) from the control. The TKH parameter after the challenge test showed that the TKH treatment was negative control (100 ± 0.00%), positive control (40 ± 5%), prevention (60 ± 5%), and treatment (10 ± 5%). The KP and LPH parameters showed that the preventive treatment had the highest value and was significantly different from the control (P<0.05). The conclusion of this research is that peptide hydrolysate can inhibit the growth of A. hydrophila. In vitro tests showed that peptide hydrolysate at a dose of 12.5% from milkfish skin collagen was effective in inhibiting the growth of A. hydrophila. In an in vivo test, prevention of 12.5% dose of peptide hydrolysate from milkfish skin collagen was more effective in preventing A. hydrophila infection than treatment with a 12.5% dose of peptide hydrolysate from milkfish skin collagen. The preventive treatment showed a better immune response, growth, and survival than the treatment.