Efektivitas Suplementasi Mikrokapsul Sinbiotik terhadap Kinerja Pertumbuhan dan Respons Imun Udang Vaname yang Diinfeksi Vibrio parahaemolyticus

Abstract

Udang vaname (Litopenaeus vannamei) merupakan komoditas akuakultur unggulan dengan produksi global yang terus meningkat. Namun demikian, budidaya intensif berisiko tinggi terhadap penyakit seperti Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease (AHPND) yang disebabkan oleh Vibrio parahaemolyticus penghasil toksin PirA dan PirB. Penggunaan antibiotik dalam pengendalian penyakit kini dibatasi karena risiko penyebaran sifat resistansi dan dampak akumulasinya di lingkungan, sehingga dibutuhkan alternatif yang lebih aman dan berkelanjutan. Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah penggunaan mikrokapsul sinbiotik, yaitu kombinasi probiotik dan prebiotik yang dilapisi matriks pelindung untuk mempertahankan viabilitas dan efektivitasnya. Penelitian ini didesain untuk mengevaluasi efektivitas dosis berbeda mikrokapsul sinbiotik Pseudoalteromonas piscicida 1UB, Bacillus cereus BR2 dengan Mannanoligosakarida (MOS) pada pakan dalam meningkatkan respons imun, pertumbuhan, dan resistansi udang vaname terhadap infeksi Vibrio parahaemolyticus. Udang uji bersertifikat Specific Pathogen-Free (SPF) dengan berat rata-rata awal 1,54 ± 0,03 g dipelihara sebanyak 20 ekor per akuarium. Penelitian terdiri dari lima perlakuan dan tiga ulangan yaitu perlakuan mikrokapsul sinbiotik SIN 0,5 (dosis 0,5%), SIN 1,0 (dosis 1,0%), SIN 1,5(dosis 1,5%), kontrol positif dan kontrol negatif. Mikrokapsul sinbiotik terdiri dari prebiotik MOS dan probiotik dual spesies P. piscicida TetR (1UB) + B. cereus TetR (BR2). Mikrokapsul sinbiotik ditambahkan ke dalam pakan selama 30 hari. Setelah itu, udang diuji tantang secara intramuskular dengan Vibrio parahaemolyticus RfR (105 CFU/mL) pada dosis 100 µL per ekor dan dipelihara selama 7 hari. Selama uji tantang, semua kelompok menerima pakan komersial dengan frekuensi pemberian lima kali sehari. Komposisi suspensi mikrokapsul sinbiotik terdiri dari maltodekstrin, DWP, dan bahan inti (probiotik 1% dan prebiotik 0,4%) dengan perbandingan 0,1:1:1 (w/v/v). Suspensi sinbiotik dibuat dengan mencampurkan seluruh bahan dan dihomogenisasi pada pelat pengaduk selama 30 menit. Proses spray drying dilakukan (LabPlant SD-Basic) dengan suhu inlet 80-85°C dan suhu outlet 50–55°C. Mikrokapsul yang dihasilkan memiliki kepadatan 107 CFU g?¹ dan telah diuji sebelumnya untuk viabilitas serta disimpan pada suhu ruang. Parameter yang diukur meliputi kinerja pertumbuhan (tingkat kelangsungan hidup (TKH), laju pertumbuhan spesifik (LPS), dan rasio konversi pakan (RKP). Aktivitas enzim amilase, protease, dan lipase. Respons imun (total hemocyte count (THC), respiratory burst (RB), aktivitas phenoloxidase (PO) dan aktivitas fagositosis (AF). monitoring kelimpahan populasi bakteri di hepatopankreas dan usus total Vibrio count (TVC), total probiotik 1UB TetR count dan BR2 TetR count, dan total Vibrio parahaemolyticus RfR (VpRf). Ekspresi gen imunitas LGBP, SP, proPO, dan PE. Ekspresi gen regulator quorum sensing dan gen faktor virulensi T6SS1, T6SS2, pirB dan aphA. Histopatologi serta scoring kerusakan usus dan hepatopankreas. Hasil penelitian suplementasi mikrokapsul sinbiotik selama 30 hari perlakuan secara signifikan meningkatkan pertumbuhan udang vaname, termasuk bobot akhir, biomassa, laju pertumbuhan spesifik (LPS), dan rasio konversi pakan (RKP) dibandingkan kontrol (P<0,05). Perlakuan SIN 1,5% menghasilkan performa pertumbuhan terbaik. Selain itu, perlakuan sinbiotik meningkatkan aktivitas enzim amilase dan protease secara signifikan (P<0,05), dengan aktivitas tertinggi pada SIN 1,5% (amilase: 1,412 ± 0,008 IU mL?¹; protease: 0,101 ± 0,002 IU mL?¹; lipase: 0,054 ± 0,005 IU mL?¹). Hasil analisis respons imun menunjukkan bahwa suplementasi mikrokapsul sinbiotik melalui pakan selama 30 hari menghasilkan nilai THC, AF, PO dan RB, yang secara signifikan (P<0,05) lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Pada hari ke-34 (tiga hari setelah uji tantang) dan hari ke-38 (tujuh hari setelah uji tantang), nilai THC, AF, RB, dan PO pada udang yang diberi perlakuan SIN 0,5%; 1,0%; dan 1,5% tetap lebih tinggi secara signifikan dibandingkan dengan kontrol positif. Hasil analisis selama 30 hari menunjukkan bahwa perlakuan mikrokapsul terbukti efektif menurunkan Total Vibrio Count (TVC) serta meningkatkan kelimpahan bakteri probiotik P. piscicida 1UB TetR dan B. cereus BR2 TetR di organ hepatopankreas dan usus udang vaname. Setelah uji tantang, nilai TVC dan Total Vibrio parahaemolyticus RfR count (VpRf) meningkat pada hari ke-34, kemudian menurun secara signifikan pada hari ke-38. Perlakuan sinbiotik pada konsentrasi 0,5%, 1,0%, dan 1,5% menghasilkan nilai TVC dan VpRf yang secara signifikan lebih rendah dibandingkan kontrol positif (P<0,05), dengan penurunan paling tinggi ditunjukkan oleh perlakuan SIN 1,5%. Hasil analisis ekspresi gen menunjukkan bahwa pemberian mikrokapsul sinbiotik secara signifikan meningkatkan ekspresi gen imunitas (LGBP, SP, proPO, dan PE), serta menurunkan ekspresi gen virulensi (pirB dan T6SS1) pada Vibrio parahaemolyticus (P<0,05). Ekspresi gen penyandi quorum sensing gen aphA meningkat secara signifikan, sedangkan ekspresi T6SS2 tidak berbeda antar perlakuan, namun tetap lebih rendah dibandingkan dengan kontrol positif (P<0,05). Pengamatan histopatologi pada hari ke-38 (tujuh hari pasca uji tantang) menunjukkan kerusakan jaringan pada organ hepatopankreas dan usus di semua perlakuan kecuali kontrol negatif. Kerusakan paling ringan diamati pada perlakuan SIN 1,5%, dengan struktur sel hepatopankreas (blasenzellen, restzellen, jaringan fibrosa, dan tubulus distal) masih tampak relatif normal. Vili usus pada perlakuan SIN 1,5% juga terlihat lebih teratur dan rapat dibandingkan dengan kontrol positif. Suplementasi mikrokapsul sinbiotik dengan dosis terbaik ditemukan pada dosis SIN 1,5%. Hasil ini menunjukkan bahwa mikrokapsul sinbiotik berpotensi sebagai strategi pencegahan penyakit dengan meningkatkan ketahanan imun, menekan virulensi patogen, dan secara signifikan meningkatkan kelangsungan hidup udang vaname yang terinfeksi Vibrio parahaemolyticus.