Aplikasi Mikrokapsul Probiotik Bacillus cereus BR2 dengan Dosis Berbeda untuk Pencegahan Infeksi Aeromonas hydrophila NFC1 pada Ikan Lele Clarias sp.

Abstract

Aeromonas hydrophila adalah bakteri patogen yang memiliki pengaruh paling besar dalam budidaya air tawar karena dapat menyebabkan kematian 80% hingga 100% dalam waktu singkat yaitu satu sampai dua minggu. Adanya pelarangan penggunaan antibiotik dan bahan kimia dalam kegiatan budidaya ikan, maka salah satu upaya alternatif pencegahan penyakit bakterial adalah melalui pemberian probiotik. Probiotik adalah mikroba yang hidup dan dapat berfungsi untuk memberikan pengaruh menguntungkan bagi kesehatan inang apabila diberikan dalam jumlah cukup, meningkatkan kualitas air dan pemanfaatan pakan, serta dalam saluran pencernaan dapat meningkatkan keseimbangan mikroba. Aplikasi probiotik masih memiliki beberapa kekurangan, yaitu rumitnya proses penyiapan probiotik, adanya batas waktu penyimpanan dan penggunaan yang relatif singkat. Proses mikroenkapsulasi probiotik diharapkan mampu untuk mengatasi permasalahan tersebut. Mikroenkapsulasi probiotik memiliki tujuan untuk meningkatkan masa simpan, mengubah bentuk agar lebih mudah dalam penggunaan, penanganan dan pengemasan. Teknik mikroenkapsulasi yang umum digunakan adalah spray drying karena memiliki beberapa keuntungan yaitu ekonomis, mudah diaplikasikan, dan mampu memproduksi mikrokapsul dalam jumlah besar. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus cereus BR2 melalui pakan dengan dosis berbeda terhadap kinerja pertumbuhan dan sistem imun ikan lele Clarias sp. yang diinfeksi A. hydrophila NFC1. Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 5 perlakuan dan 3 ulangan. Ikan lele dengan bobot 3,73±0,22 g dan panjang 7,60±0,41 cm diperoleh dari salah satu farm yang berada di Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Ikan lele dipelihara dalam akuarium berukuran 60×30×25 cm3 dengan volume air 30 L dengan kepadatan 15 ekor akuarium-1. Ikan lele diberi pakan mengandung mikrokapsul probiotik B. cereus BR2 dengan dosis 0,5% (P1), 1% (P2), 2% (P3), dan tanpa penambahan mikrokapsul probiotik meliputi kontrol negatif (K-) dan kontrol positif (K+) dengan metode pemberian pakan berdasarkan biomassa (BBm) selama 40 hari pemeliharaan. Uji tantang menggunakan bakteri A. hydrophila NFC1 (106 CFU mL-1) melalui injeksi intramuskular. Parameter pengamatan meliputi kinerja pertumbuhan yaitu sintasan, laju pertumbuhan spesifik, rasio konversi pakan, status kesehatan ikan meliputi eritrosit total, kadar hematokrit, kadar hemoglobin, leukosit total, aktivitas fagositosis, aktivitas respiratory burst, aktivitas enzim pencernaan meliputi enzim protease, enzim amilase, enzim lipase, penghitungan total bakteri meliputi populasi B. cereus BR2 pada produk mikrokapsul, populasi B. cereus BR2 pada pakan dan usus ikan lele, populasi A. hydrophila NFC1 pada ginjal dan hati ikan lele, serta pengamatan histopatologi dan penghitungan skor nekrosis organ ginjal dan hati ikan lele.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa mikrokapsul probiotik B. cereus BR2 mampu meningkatkan sintasan ikan lele setelah uji tantang dengan hasil P1 (68,90±3,85%), P2 (82,22±3,85%), dan P3 (86,67±6,67%) lebih tinggi dan berbeda nyata (p<0,05) dari K+ (51,11±3,85%). Laju pertumbuhan spesifik ikan lele yang diberi pakan mengandung mikrokapsul probiotik B. cereus BR2 yaitu P1 (3,47±0,11%), P2 (3,60±0,27%), dan P3 (3,70±0,11%) lebih tinggi dan berbeda nyata (p<0,05) dari K (3,34±0,12%). Nilai rasio konversi pakan terendah terjadi pada perlakuan P3 (1,09±0,04) yang berbeda nyata dengan perlakuan K (1,23±0.04). Mikrokapsul probiotik B. cereus BR2 mampu meningkatkan status kesehatan ikan lele yang terlihat dari peningkatan eritrosit total, kadar hematokrit, kadar hemoglobin, leukosit total, aktivitas fagositosis, dan aktivitas respiratory burst (p<0,05) sebelum dan setelah uji tantang. Aktivitas enzim pencernaan (protease, amilase, dan lipase) ikan lele yang diberi pakan perlakuan selama 40 hari, memiliki nilai yang lebih tinggi dan berbeda nyata (p<0,05) dari kontrol. Populasi B. cereus BR2 hari pertama mikroenkapsulasi yaitu 9,05±0,01 log CFU g-1, dan setelah penyimpanan produk selama 28 hari terjadi penurunan yang tidak signifikan yaitu 9,00±0,01 log CFU g-1. Populasi terbanyak B. cereus BR2 di dalam pakan yaitu hari pertama coating pada perlakuan P3 (8,95 ±0,01 log CFU g-1). Populasi terbanyak B. cereus BR2 pada usus terjadi di hari ke-40 pemeliharaan yaitu perlakuan P3 (9,07 ±0,01 log CFU g-1). Populasi bakteri patogen A. hydrophila NFC1 terendah terjadi di hari ke-10 pasca uji tantang yaitu pada ginjal P3 (6,20±0,05 log CFU g-1), dan hati P3 (6,33±0,02 log CFU g-1). Persentase nekrosis tertinggi histopatologi organ ginjal dan hati ikan lele terjadi pada perlakuan K+ setelah tiga hari uji tantang, masing-masing yaitu 47% dan 38% dengan derajat kerusakan sedang dan ringan.

Aeromonas hydrophila is a pathogenic bacteria that can cause 80% to 100% mortality in a short period of one to two weeks. With the ban on the use of antibiotics and chemicals in fish farming activities, one of the alternative efforts to prevent bacterial diseases is through the provision of probiotics. Probiotics are live microbes that have a beneficial effect on host health when administered in sufficient quantities, improve water quality and feed utilization, and in the digestive tract can improve microbial balance. The application of probiotics still has some drawbacks, namely the complexity of the probiotic preparation process, and the relatively short storage and use time limit. The probiotic microencapsulation process is expected to overcome these problems. Microencapsulation of probiotics aims to increase shelf life, and change the form to make it easier to use, handle and package. The commonly used microencapsulation technique is spray drying because it has several advantages, namely economical, easy to apply, and able to produce microcapsules in large quantities. This study aims to analyze the administration of probiotic microcapsules Bacillus cereus BR2 through feed with different doses on the growth performance and immune system of catfish Clarias sp. infected with A. hydrophila NFC1. The research design used was a Completely Randomized Design (CRD) with 5 treatments and 3 replications. Catfish with an average weight of 3,73 ± 0,22 g and length of 7,60 ± 0,41 cm were obtained from a farm in Bogor Regency, West Java. Catfish were kept in an aquarium measuring 60×30×25 cm3 with a water volume of 30 L at a density of 15 fish aquarium-1. Catfish were fed with feed containing probiotic microcapsules of B. cereus BR2 at doses of 0,5% (P1), 1% (P2), 2% (P3), and without the addition of probiotic microcapsules including negative control (K-) and positive control (K+) with a feeding method based on biomass for 40 days of rearing. The challenge test used A. hydrophila NFC1 cells suspension through intramuscular injection (106 CFU mL-1). Observation parameters included growth performance, namely survival, specific growth rate, feed conversion ratio, fish health status including total erythrocytes, hematocrit levels, hemoglobin levels, total leukocytes, phagocytosis activity, respiratory burst activity, digestive enzyme activity including protease enzymes, amylase enzymes, lipase enzymes, total bacterial counts including B. cereus BR2 population in microbial products. B. cereus BR2 in microcapsule powder, population of B. cereus BR2 population in catfish feed and intestine, A. hydrophila NFC1 population in catfish kidney and liver, and histopathology observation and calculation of necrosis score of catfish kidney and liver organs. The results showed that B. cereus BR2 probiotic microcapsules were able to increase the survival rate of catfish after the challenge test with the results of P1 (68,90±3,85%), P2 (82,22±3,85%), and P3 (86,67±6,67%) higher and significantly different (p<0,05) from K+ (51,11±3,85%). The specific growth rate of catfish fed with feed containing probiotic microcapsules of B. cereus BR2, namely P1 (3,47±0,11%), P2 (3,60±0,27%), and P3 (3,70±0,11%) was higher and significantly different (p<0,05) from K (3,34±0,12%). The lowest feed conversion ratio value occurred in the P3 treatment (1,09±0,04) which was significantly different from the K treatment (1,23±0,04). Microcapsules of probiotic B. cereus BR2 were able to improve the health status of catfish as seen from the increase in total erythrocytes, hematocrit levels, hemoglobin levels, total leukocytes, phagocytosis activity, and respiratory burst activity (p<0,05) before and after the challenge test. The digestive enzyme activities (protease, amylase, and lipase) of catfish fed the treated diet for 40 days had higher values and were significantly different (p<0,05) from the control. The population of B. cereus BR2 on the first day of microencapsulation was 9,05±0,01 log CFU g-1, and after product storage for 28 days there was an insignificant decrease of 9,00±0,01 log CFU g-1. The highest population of B. cereus BR2 in the feed was the first day of coating in treatment P3 (8,95 ±0,01 log CFU g-1). The highest population of B. cereus BR2 in the intestine occurred on the 40th day of rearing, namely treatment P3 (9,07 ±0,01 log CFU g-1). The lowest population of pathogenic bacteria A. hydrophila NFC1 occurred on the 10th day after the challenge test, namely in the kidney P3 (6,20±0,05 log CFU g-1), and liver P3 (6,33±0,02 log CFU g-1). The highest percentage of necrosis in the histopathology of catfish kidney and liver organs occurred in the K+ treatment after three days of the challenge test, namely 47% and 38% with moderate and mild degrees of damage, respectively.