APLIKASI MIKROKAPSUL PROBIOTIK Bacillus NP5 DAN
PREBIOTIK MANNANOLIGOSAKARIDA UNTUK
PENCEGAHAN STREPTOCOCCOSIS PADA IKAN NILA
LUKMAN ANUGRAH AGUNG
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul : Aplikasi Mikrokapsul Probiotik Bacillus NP5 dan Prebiotik Mannanoligosakarida untuk Pencegahan Streptococcosis pada Ikan Nila adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Oktober 2015
Lukman Anugrah Agung
RINGKASAN
LUKMAN ANUGRAH AGUNG. Aplikasi Mikrokapsul Probiotik Bacillus NP5 dan Prebiotik Mannanoligosakarida untuk Pencegahan Streptococcosis pada Ikan Nila. Dibimbing oleh WIDANARNI dan MUNTI YUHANA
Streptococcus agalactiae merupakan patogen penyebab penyakit
streptococcosis pada ikan nila. Penyakit streptococcosis dapat menyebabkan kematian massal ikan nila dalam waktu yang singkat. Salah satu cara untuk pengendalian penyakit streptococcosis adalah dengan pemberian probiotik, prebiotik dan sinbiotik. Namun, penggunaan kultur segar probiotik memiliki beberapa kelemahan diantaranya yaitu viabilitas yang cepat menurun selama penyimpanan sehingga diperlukan teknik untuk mempertahankan viabilitas probiotik tersebut dalam jangka waktu yang lama, yaitu dengan mikroenkapsulasi probiotik.
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 secara tunggal mampu meningkatkan kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa pemberian sinbiotik (gabungan antara probiotik dan prebiotik) menunjukkan hasil yang lebih baik daripada pemberian probiotik dan prebiotik secara tunggal. Namun penelitian yang mengevaluasi tentang pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan sinbiotik belum banyak dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan gabungan keduanya (sinbiotik) yang diberikan melalui pakan terhadap kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae. Perlakuan yang diberikan meliputi pemberian pakan komersial dengan kadar protein 30% yang telah dicampur dengan mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 dosis 0.5% (perlakuan A), prebiotik MOS dosis 0.4% (perlakuan B) dan sinbiotik (gabungan mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 dosis 0.5% dan prebiotik MOS dosis 0.4%) (perlakuan C) selama 40 hari, sedangkan pada perlakuan kontrol negatif (KN) dan kontrol positif (KP) diberikan pakan komersial (protein 30%). Pemberian pakan dilakukan secara at satiation. Pada hari ke-40, ikan diinfeksi dengan S. agalactiae
dosis 0.1 mL (106 CFU/mL) secara intraperitoneal, kecuali pada kontrol negatif (KN), selanjutnya ikan dipelihara selama 10 hari. Parameter yang diukur pada penelitian ini yaitu tingkat kelangsungan hidup (TKH), laju partumbuhan harian (LPH), rasio konversi pakan (RKP), total bakteri dan total Bacillus NP5 RfR di usus ikan uji (hari ke-0 dan hari ke-40), TKH ikan nila setelah uji tantang, total eritrosit (TE), kadar hematokrit (Ht), kadar hemoglobin (Hb), total leukosit (TL), aktivitas fagositosis (AF) dan aktivitas respiratory burst (RB) hari ke-0 dan ke-40 (sebelum uji tantang) dan hari ke-43, 46, dan 50 (setelah uji tantang), serta total S.
agalactiae pada organ target ikan uji (otak, mata, ginjal, dan hati) sebelum uji
tantang pada hari ke-0, dan setelah uji tantang pada hari ke-45 dan ke-50.
(LPH), dan menunjukkan rasio konversi pakan (RKP) yang lebih rendah daripada kontrol positif (KN) dan kontrol negatif (KP). Total bacterial count meningkat setelah pemberian mikrokapsul probiotik, prebiotik dan sinbiotik selama 40 hari. Total probiotik Bacillus NP5 RfR terdeteksi pada perlakuan A dan C. Pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan sinbiotik mampu meningkatkan kelangsungan hidup ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae. TE, Ht, dan Hb ikan nila meningkat pada akhir pemberian pakan (hari ke-40), kemudian mengalami penurunan pada hari ke-43 (3 hari setelah uji tantang) selanjutnya meningkat pada hari ke-46 (6 hari setelah uji tantang) dan ke-50 (10 hari setelah uji tantang). TL, AF dan RB meningkat pada akhir pemberian pakan (hari ke-40) dan hari ke-43, kemudian menurun pada hari ke-46 dan ke-50. Pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan sinbiotik mampu menurunkan jumlah S. agalactiae di organ target. Kesimpulan yang diperoleh yaitu perlakuan mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 (A), prebiotik MOS (B) dan sinbiotik (C) mampu meningkatkan kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae.
SUMMARY
LUKMAN ANUGRAH AGUNG. Application of Microencapsulated Probiotic
Bacillus NP5 and Prebiotic Mannanoligosaccharide to Prevent Streptococcosis on
Tilapia. Supervised by WIDANARNI and MUNTI YUHANA
Streptococcus agalactiae is pathogenic fish causes streptococcosis disease
in tilapia rapid mass mortality. One method in the prevention of streptococcosis disease is administration of probiotics, prebiotics, and synbiotics. However, the obstacle of fresh culture probiotic application is the low cell viability after a long term storage, therefore the method to maintain viability of probiotics in long term periods is required. One of the method is probiotics microencapsulation by spray drying. Preview studies showed that the administration of probiotic microcapsule
of Bacillus NP5, prebiotic MOS and synbiotic singly, can increased growth
performance, immune system, and resistance of Tilapia against S. agalactiae. Several studies showed that administration of synbiotic (combination of probiotic and prebiotic) were better than the administration of probiotic and prebiotic applied singly. However, studies to evaluate the administration of microencapsulation probiotics Bacillus NP5, prebiotic MOS, and synbiotic are remaining less.
microencapsulated probiotic cells of Bacillus NP5 (0.5%), prebiotic MOS (0.4%), and synbiotic (containing microencapsulated probiotic Bacillus NP5 (0.5%) and prebiotic MOS (0.4%) for 40 days except the control treatments, which include the negative and positif controls. On day 40, all fish except the control treatments were challenged with S. agalactiae by intraperitoneally injection in amount of 0.1 mL (106 CFU/mL) and then further reared for 10 days. The observed parameters in this study were including growth performances i.e. survival rate (SR), specific growth rate (SGR) and feed conversion ratio (FCR), total bacterial count and total
Bacillus NP5 RfR count (on day 0 and day 40), survival rate of tilapia after
infection with S. agalactiae, blood profiles. i.e. erythrocyte count (EC), haematocryt (Ht), and haemoglobin (Hb), leukocyt count (LC), phagocityc activity (PA), and respiratory burst activity (RB) on day 0 and day 40 (before challenge test) and day 43, 46, and 50 (after challenge test), and total S. agalactiae
in brain, liver, kydney, and eyes (before challenge test on day 0) and after challenge test (on day 45 and 50).
This study showed that survival rate of tilapia after 40 days administration of probiotics cells of Bacillus NP5 RfR, prebiotics MOS, and synbiotics were amount 96.67-100%. The application of microencapsulated probiotic Bacillus NP5, prebiotic MOS, and synbiotic could increase specific growth rate (SGR) and reduce feed conversion ratio (FCR). Total bacterial count and total probiotic
Bacillus NP5 RfR count increased after application of microencapsulated probiotic
Bacillus NP5 RfR, prebiotic MOS, and synbiotic. The survival rate of tilapia after
microencapsulated probiotic Bacillus NP5 RfR, prebiotic MOS, and synbiotic. The EC, Hb, and Ht treatment of tilapia increased at the end of feeding trial (on day 40) there where decline in these parameters on day 43, and then further increased on day 46 and 50. The LC, AF and RB treatment of tilapia increased after the end of feeding trial, and increased after the challenge test on day 43, and then decline on day 46 and day 50. Application of microencapsulated probiotic Bacillus NP5 RfR, prebiotic MOS, and synbiotic could reduce total S. agalactie in all target organs. We concluded that application of microencapsulated probiotic Bacillus
NP5, prebiotic MOS and synbiotic were capable of increasing the growth performance, immune system and survival rate of tilapia infected with S. agalactiae.
©Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB.
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Ilmu Akuakultur
APLIKASI MIKROKAPSUL PROBIOTIK Bacillus NP5 DAN
PREBIOTIK MANNANOLIGOSAKARIDA UNTUK
PENCEGAHAN STREPTOCOCCOSIS PADA IKAN NILA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2015
Judul Tesis : Aplikasi Mikrokapsul Probiotik Bacillus NP5 dan Prebiotik
Mannanoligosakarida untuk Pencegahan Streptococcosis pada Ikan Nila
Nama : Lukman Anugrah Agung NIM : C151130141
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Ir Widanarni, MSi Ketua
Dr Ir Munti Yuhana, MSi Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Ilmu Akuakultur
Dr Ir Widanarni, MSi
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Aplikasi Mikrokapsul Probiotik Bacillus NP5 dan Prebiotik Mannanoligosakarida untuk Pencegahan Streptococcosis pada Ikan Nila pada Program Studi Ilmu Akuakultur, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Widanarni, M.Si dan Dr. Munti Yuhana, S.Pi, M.Si sebagai komisi pembimbing, serta Dr. Ir. Tatag Budiardi, M.Si selaku penguji luar komisi yang telah banyak memberi saran dan masukan dalam penyelesaian tesis ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu, Bapak, Nenek, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vii
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Rumusan Masalah 2
Tujuan dan Manfaat 2
Hipotesis 2
2 METODE PENELITIAN 3
Waktu dan Tempat 3
Prosedur Penelitian 3
Persiapan mikrokapsul probiotik, prebiotik, dan sinbiotik 3
Persiapan bakteri S. agalactiae 3
Pengujian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS dan
sinbiotik secara in vivo 4
Parameter Penelitian 5
Kinerja pertumbuhan 5
Penghitungan total bakteri dan total probiotik Bacillus NP5 RfR di
usus 6
Penghitungan parameter gambaran darah 6
Penghitungan total bakteri S. agalactiae di organ target 8
Analisis Data 8
3 HASIL DAN PEMBAHASAN 9
4 SIMPULAN DAN SARAN 17
Simpulan 17
Saran 17
DAFTAR PUSTAKA 18
LAMPIRAN 20
DAFTAR TABEL
1 Rancangan penelitian 5
2 Tingkat kelangsungan hidup (TKH), laju pertumbuhan harian (LPH) dan rasio konversi pakan (RKP) ikan uji. Huruf superscript berbeda pada baris yang sama menunjukkan hasil berbeda nyata (P<0.05) 9
3 Total bacterial count (TBC) dan total probiotic count (TPC) pada
saluran pencernaan ikan nila. Huruf superscript berbeda pada kolom yang sama menunjukkan hasil berbeda nyata (P<0.05) 10
DAFTAR GAMBAR
1 Tingkat kelangsungan hidup ikan nila pasca infeksi dengan S.
agalactiae 11
2 Total eritrosit (A), kadar hematokrit (B), kadar hemoglobin (C) ikan
nila selama penelitian 12
3 Total leukosit (A), aktivitas fagositosis (B), dan aktivitas respiratory
burst (C) ikan nila selama penelitian 13
4 Total S. agalactiae di otak (A), mata (B), ginjal (C), hati (D) ikan uji
DAFTAR LAMPIRAN
1 Analisis statistik tingkat kelangsungan hidup (TKH), laju pertumbuhan harian (LPH) dan rasio konversi pakan (RKP) ikan nila 13 2 Analisis statistik total bacterial count (TBC) dan total probiotic count
(TPC) di usus ikan uji setelah perlakuan pakan 22
3 Analisis statistik kelangsungan hidup ikan nila (TKH) pasca uji tantang
dengan S. agalactiae 24
4 Analisis statistik total eritrosit (x106 sel/mm3) ikan uji selama penelitian 25 5 Analisis statistik kada hematokrit (%) ikan uji selama penelitian 28 6 Analisis statistik kadar hemoglobin (g%) ikan uji selama penelitian 31 7 Analisis statistik total leukosit (x105 sel/mm3) ikan uji selama penelitian 34 8 Analisis statistik aktivitas fagositosis (%) ikan uji selama penelitian 37 9 Analisis statistik aktivitas respiratory burst (O.D.630) ikan uji selama
penelitian 40
10 Analisis statistik total S. agalactiae di otak, mata, ginjal, dan hati ikan
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Serangan penyakit merupakan salah satu kendala dalam budidaya ikan nila
(Oreochromis niloticus). Salah satu penyakit yang sering menyebabkan kematian
pada budidaya ikan nila adalah penyakit streptococcosis yang disebabkan oleh bakteri Streptococcus agalactiae. Taukhid dan Purwaningsih (2011) melaporkan bahwa di Indonesia, penyakit streptococcosis pernah mewabah dan menyebabkan kematian ikan nila di Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Utara, dan Papua Barat. Secara umum, ikan nila yang terserang penyakit streptococcosis menunjukkan gejala klinis yaitu bercak merah, exophtalmia, opacity, purulens, melanosis, kehilangan keseimbangan ketika berenang (whirling), bentuk badan
seperti huruf “C” dan haemoragi pada organ dalam. Kematian massal ikan nila
akibat infeksi S. agalactiae dapat terjadi dalam waktu singkat yaitu 10 hari (Li et al. 2013).
Penanggulangan penyakit pada ikan dapat dilakukan dengan pemberian probiotik, prebiotik, dan sinbiotik. Probiotik merupakan mikroba tambahan yang memberikan pengaruh menguntungkan bagi kesehatan inang (Nayak 2010). Prebiotik merupakan zat yang tidak dapat dicerna oleh inang, namun memberikan efek yang menguntungkan dengan meningkatkan pertumbuhan dan aktivitas bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan (Reid et al. 2003), sedangkan sinbiotik merupakan gabungan dari probiotik dan prebiotik dengan komposisi yang seimbang (Cerezuela et al. 2011). Beberapa penelitian mengenai suplementasi probiotik dan prebiotik pada ikan nila telah dilakukan. Hasil penelitian Aly et al. (2008) menunjukkan bahwa pemberian probiotik Bacillus
subtilis dapat meningkatkan respon imun dan meningkatkan kelangsungan hidup
ikan nila yang diinfeksi bakteri Streptococcus iniae. Lebih lanjut, Samrongpan et al. (2008) mengemukakan bahwa pemberian prebiotik (MOS) pada ikan nila menunjukkan peningkatan pertumbuhan dan kelangsungan hidup ikan nila setelah diinfeksi dengan S. agalactiae.
Salah satu kendala aplikasi probiotik kultur cair adalah viabilitas bakteri probiotik yang menurun setelah penyimpanan sehingga kultur probiotik harus dilakukan setiap hari. Selain itu, kemampuan probiotik bertahan hidup dan bekerja dalam saluran pencernaan ikan nila sangat mempengaruhi efektivitas probiotik tersebut. Oleh karena itu, dalam aplikasi probiotik perlu dilakukan metode mikroenkapsulasi. Metode mikroenkapsulasi merupakan teknologi untuk menyalut atau melapisi suatu zat inti dengan suatu lapisan dinding polimer sehingga menjadi partikel kecil berukuran mikro. Metode mikroenkapsulasi bermanfaat dalam menstabilkan bahan inti, meningkatkan masa simpan, dan melindungi komponen bakteri terhadap kondisi lingkungan dalam saluran pencernaan ikan (Anal dan Singh 2007).
Probiotik yang digunakan dalam penelitian ini merupakan bakteri Bacillus
dalam pakan mampu meningkatkan kinerja pertumbuhan ikan nila. Penelitian ini bertujuan untuk menguji efektivitas pemberian probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan gabungan keduanya (sinbiotik) dalam meningkatkan kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila terhadap infeksi S. agalactiae.
.
Rumusan Masalah
Budidaya ikan nila terkendala oleh adanya infeksi patogen S. agalactiae. Permasalahan ini dapat ditanggulangi dengan pemberian probiotik, prebiotik, dan sinbiotik. Pemberian probiotik Bacillus NP5 kultur segar diketahui mampu meningkatkan kinerja pertumbuhan ikan nila serta mampu meningkatkan kelangsungan hidup ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae. Namun, penggunaan kultur segar probiotik Bacillus NP5 memiliki beberapa kelemahan diantaranya daya simpan yang rendah dan aplikasi yang kurang praktis. Penggunaan metode mikroenkapsulasi diharapkan dapat melindungi bakteri Bacillus NP5 sehingga meningkatkan lama waktu penyimpanan dan kelangsungan hidup bakteri Bacillus
NP5 terhadap kondisi lingkungan dalam saluran pencernaan ikan nila. Pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS serta gabungan keduanya (sinbiotik) diharapkan mampu memberikan hasil optimal dalam meningkatkan kinerja pertumbuhan dan resistensi ikan nila terhadap infeksi S. agalactiae.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian ini adalah mengevaluasi efektivitas pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS dan gabungan keduanya (sinbiotik) melalui pakan dalam meningkatkan kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila (O. niloticus) terhadap infeksi S. agalactiae.
Manfaat dari penelitian ini adalah mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan sinbiotik dapat diaplikasikan dalam meningkatkan kinerja pertumbuhan ikan nila dan mencegah terjadinya penyakit streptococcosis.
Hipotesis
Hipotesis penelitian ini adalah pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus
NP5 dosis 0.5%, prebiotik MOS dosis 0.4%, dan sinbiotik (gabungan probiotik
Bacillus NP5 dosis 0.5% dan prebiotik MOS dosis 0.4%) dapat meningkatkan
kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila yang diinfeksi S.
2 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan selama 9 bulan, pada bulan Agustus 2014 hingga bulan Mei 2015. Proses mikroenkapsulasi probiotik Bacillus NP5 RfR dilakukan di Laboratorium SEAFAST (South East Asian Food and Agriculture Science and
Technology), pemeliharaan ikan uji dilakukan di teaching farm Departemen
Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (FPIK), sedangkan persiapan bakteri probiotik Bacillus NP5 RfR, persiapan bakteri S. agalactiae, dan pengujian gambaran darah dilakukan di Laboratorium Kesehatan Ikan, Institut Pertanian Bogor.
Prosedur Penelitian
Persiapan Mikrokapsul Probiotik, Prebiotik, dan Sinbiotik
Bakteri probiotik yang digunakan dalam penelitian ini adalah Bacillus NP5 yang telah diberi penanda resisten antibiotik rifampisin (Bacillus NP5 RfR). Produksi biomassa probiotik Bacillus NP5 RfR yang akan dimikroenkapsulasi dilakukan dengan teknik subkultur pada media TSB (Trypticase Soya Broth). Sebelum digunakan, isolat Bacillus NP5 RfR dikultur dalam 50 mL media TSB cair selama 18 jam. Proses kultur dilakukan dalam waterbathshaker berkecepatan 140 rpm selama 18 jam pada suhu 29°C. Sebanyak 50 mL bakteri yang diperoleh kemudian dikultur ulang dalam 500 mL media TSB dalam thermoshaker selama 18 jam pada suhu 29oC dengan kecepatan 140 rpm. Bakteri yang diperoleh dihomogenkan dalam 500 mL akuades steril yang mengandung 10% maltodekstrin sebagai bahan penyalut menggunakan stirer. Proses spray drying
dilakukan menggunakan mesin spray drying (Buchi mini) yang mengacu pada Utami et al. (2015) untuk menghasilkan mikrokapsul probiotik. Suhu inlet yang digunakan yaitu 100-110°C dan suhu outlet 55-58°C. Kepadatan bakteri Bacillus
NP5 RfR setelah proses mikroenkapsulasi yaitu 108 CFU/mL. Mikrokapsul probiotik yang dihasilkan disimpan dalam lemari pendingin dengan suhu (-20°C) sebelum digunakan. Prebiotik yang digunakan merupakan prebiotik mananoligosakarida komersial BIO-MOS, (Altech company) yang berasal dari dinding sel ragi Saccharomyces cerevisiae, sedangkan sinbiotik yang digunakan merupakan gabungan dari mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR dan prebiotik MOS.
Persiapan bakteri S. agalactiae
Bakteri yang digunakan untuk uji tantang adalah S. agalactiae non- hemolitik dengan kode isolat NK1 yang diperoleh dari Balai Riset Perikanan Budidaya Air Tawar, Sempur, Bogor. Sebelum digunakan, dilakukan uji karakterisasi menggunakan metode biokimia untuk memastikan kemurnian isolat. Persiapan bakteri S. agalactiae pada penelitian ini yaitu isolat S. agalactiae
selama 24 jam. Selanjutnya, ditingkatkan virulensinya dengan menyuntikkan suspensi S. agalactiae secara intraperitoneal (uji postulat koch) pada ikan nila.
Bakteri hasil uji postulat koch ini kemudian digunakan untuk uji LD50. Dosis yang diujikan pada uji LD50 adalah 104, 105, 106, dan 107 CFU/mL. Dosis yang menyebabkan kematian minimal 50% dari total populasi kemudian digunakan sebagai dosis uji tantang. Dosis hasil uji LD50 adalah 106 CFU/mL yang kemudian digunakan untuk uji tantang.
Pengujian Mikrokapsul Probiotik Bacillus NP5, Prebiotik MOS, dan Sinbiotik secara In Vivo
Persiapan Hewan Uji
Ikan nila (Oreochomis niloticus) yang digunakan adalah ikan nila strain nirwana dengan bobot rata-rata 5.56±0.16 g yang berasal dari Balai Benih Ikan Cibitung, Kabupaten Bogor. Sebelum digunakan untuk penelitian, ikan uji diadaptasikan terlebih dahulu dalam wadah penelitian selama 7 hari. Wadah yang digunakan berupa akuarium sebanyak 25 buah. Akuarium yang digunakan berukuran 50x30x25 cm3 dengan volume air 30 L. Kepadatan ikan uji yaitu 10 ekor/akuarium. Kualitas air dipertahankan optimal selama masa pemeliharaan. Parameter kualitas air yang diamati meliputi suhu, kandungan oksigen terlarut (DO), total ammonium nitrogen (TAN), dan pH.
Persiapan Pakan Uji
Pakan yang digunakan pada penelitian ini berupa pelet komersial dengan kandungan protein sebesar 30%. Pakan dicampur sesuai perlakuan pada Tabel 1. Pakan perlakuan yang telah dicampur dikeringudarakan, kemudian disimpan dalam lemari pendingin bersuhu 4°C sebelum digunakan.
Uji In Vivo
Tabel 1. Rancangan penelitian Perlakuan Keterangan
KN Pemberian pakan komersial, tanpa uji tantang dengan bakteri S. agalactiae
KP Pemberian pakan komersial, serta uji tantang dengan S. agalactiae
A Pemberian pakan dengan mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR dosis 0.5% serta uji tantang dengan S. agalactiae
B Pemberian pakan dengan prebiotik MOS dosis 0.4% serta uji tantang dengan S. agalactiae
C Pemberian pakan dengan sinbiotik (probiotik dosis 0.5% dan prebiotik dosis 0.4%) serta uji tantang dengan S. agalactiae
Parameter Penelitian
Parameter yang diukur pada penelitian ini yaitu kinerja pertumbuhan yang meliputi tingkat kelangsungan hidup (TKH), laju pertumbuhan harian (LPH), dan rasio konversi pakan (RKP). Total bacterial count dan total probiotic count di usus ikan uji diamati pada awal dan akhir perlakuan pakan (hari 0 dan hari ke-40). Pengamatan tingkat kelangsungan hidup ikan nila juga diamati setelah uji tantang pada hari ke-50. Gambaran darah ikan yang diamati pada penelitian ini meliputi total eritrosit (TE), kadar hematokrit (Ht), kadar hemoglobin (Hb), total leukosit (TL), aktivitas fagositosis (AF) dan aktivitas respiratory burst (RB), yang diamati pada hari ke-0 dan ke-40 (sebelum uji tantang) serta pada hari ke-43, 46, dan 50 (setelah uji tantang). Total bakteri S. agalactiae pada organ target ikan uji (otak, mata, ginjal, hati) diamati sebelum uji tantang pada hari ke-0 dan setelah uji tantang pada hari ke-45 dan ke-50.
Kinerja pertumbuhan
Parameter kinerja pertumbuhan yang diamati meliputi TKH, LPH, dan RKP. Pengukuran TKH dilakukan pada masa pemeliharaan (sebelum uji tantang) pada hari ke-40, serta setelah uji tantang pada hari ke-50 menggunakan persamaan menurut Aly et al. (2008) sebagai berikut:
TKH = x 100 Keterangan :
TKH = Tingkat kelangsungan hidup (%)
Nt = Jumlah ikan pada akhir penelitian (ekor) N0 = Jumlah ikan pada awal penelitian (ekor)
Pengukuran LPH dilakukan pada akhir pemberian pakan perlakuan pada hari ke-40 menggunakan persamaan menurut Ai et al. (2011) sebagai berikut:
Keterangan :
LPH = Laju pertumbuhan harian (%)
WE = Rata-rata bobot ikan pada akhir perlakuan pakan (g) WS = Rata-rata bobot ikan pada awal penelitian (g)
d = Periode penelitian (hari)
Pengukuran RKP juga dilakukan pada akhir pemberian pakan perlakuan pada hari ke-40 menggunakan persamaan menurut Ai et al. (2011) sebagai Bt = Biomassa ikan pada akhir penelitian (g) B0 = Biomassa ikan pada awal penelitian (g)
Penghitungan total bakteri dan total probiotik Bacillus NP5 RfR di usus
Penghitungan total bakteri dan total Bacillus NP5 RfR di usus dilakukan menggunakan metode cawan sebar. Sebanyak 0.1 g usus dihomogenkan dalam 0.9 mL PBS steril untuk dilakukan pengenceran berseri. Kemudian sebanyak 50 µL dari tiap pengenceran disebar dalam cawan petri yang telah berisi media kultur. Media kultur yang digunakan yaitu media TSA (trypticase soya agar) untuk penghitungan total bakteri dan media TSA + rifampisin untuk penghitungan total bakteri Bacillus NP5 RfR di usus. Penghitungan total bakteri dan total Bacillus
NP5 RfR di usus dilakukan pada awal dan akhir perlakuan pakan yaitu pada hari ke-0 dan hari ke-40.
Penghitungan parameter gambaran darah
Penghitungan parameter gambaran darah dilakukan pada hari ke-0, 40, 43 (3 hari setelah uji tantang), 46 (6 hari setelah uji tantang) dan 50 (10 hari setelah uji tantang). Sebelum dilakukan pengambilan darah, ikan dibius terlebih dahulu menggunakan MS222, kemudian darah diambil sebanyak 0.2 mL per ekor ikan menggunakan syringe steril yang sebelumnya telah dicuci dengan antikoagulan (Na sitrat 3.8%). Gambaran darah yang diamati meliputi total eritrosit (TE) (Blaxhall dan Daisley 1973), kadar hematokrit (Ht) (Anderson dan Siwicki 1993), kadar hemoglobin (Hb) (Wedemeyer dan Yasutake 1977), total leukosit (TL) (Blaxhall dan Daisley 1973), aktivitas fagositosis (AF) (Anderson dan Siwicki 1993), dan aktivitas respiratory burst (RB) (Dan et al. 2013).
hemasitometer, kemudian ditutup dengan gelas penutup lalu diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran 400x. Penghitungan TE dilakukan pada lima kotak dalam hemasitometer dengan persamaan sebagai berikut:
TE = ∑ eritrosit x x faktor pengenceran
Kadar hematokrit (Ht) diukur dengan memasukkan sampel darah ke dalam tabung mikrohematokrit, kemudian disentrifus dengan kecepatan 5000 rpm selama 5 menit. Kadar hematokrit dihitung dengan membandingkan panjang sel darah yang mengendap dengan panjang total volume darah pada tabung mikrohematokrit (Anderson dan Siwicki 1993).
Pengukuran kadar hemoglobin (Hb) mengacu pada Wedemeyer dan Yasutake (1977). Sampel darah dihisap menggunakan pipet Sahli hingga skala 20 mm3 atau 0.2 mL, kemudian dimasukkan ke dalam tabung Hb-meter yang telah diisi dengan HCl 0.1 N sampai skala 10 (merah), dihomogenkan, kemudian didiamkan selama 3–5 menit. Selanjutnya, akuades dimasukkan ke dalam tabung Hb-meter hingga terjadi perubahan warna yang sesuai dengan warna standar pada Hb-meter, kemudian dilakukan pembacaan skala dalam g% yang berarti banyaknya Hb per 100 mL darah.
Prosedur pengukuran total leukosit (TL) mengacu pada Blaxhall dan Daisley (1973). Sampel darah diambil menggunakan pipet yang berisi bulir
berwarna putih sampai skala 0.5, ditambahkan larutan Turk’s sampai skala 11,
kemudian dilakukan pengadukan dengan menggoyangkan pipet selama 3–5 menit sampai darah dan larutan Turk’s tercampur rata (homogen). Tetesan pertama dibuang, sedangkan tetesan berikutnya diteteskan pada hemasitometer, kemudian ditutup dengan gelas penutup dan diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran 400x. Penghitungan TL dilakukan pada lima kotak dalam hemasitometer menggunakan persamaan sebagai berikut:
TL = ∑ leukosit x x faktor pengenceran
Aktivitas fagositik diukur dengan cara mencampur sampel darah dengan suspensi Staphylococcus aureus (107 CFU/mL) lalu diinkubasi selama 20 menit, kemudian dibuat preparat ulas darah. Preparat ulas dikeringkan, difiksasi dengan metanol selama 5 menit dan dikeringkan kembali, kemudian diwarnai dengan pewarna giemsa selama 20 menit. Preparat ulas diamati menggunakan mikroskop dengan pembesaran 400x untuk mengetahui aktivitas fagositik yang didasarkan pada persentase dari 100 sel fagositik yang menunjukkan proses fagositosis (Anderson dan Siwicki 1993).
Aktivitas respiratory burst diukur berdasarkan metode Dan et al. (2013). Mikroplate diisi dengan darah ikan sebanyak 50 µL lalu diinkubasi selama 1 jam. Kemudian darah dibuang dan dibilas dengan PBS (phosphate buffer saline).
Penghitungan total bakteri S. agalactiae di organ target
Penghitungan total bakteri S. agalactiae di organ target menggunakan metode cawan sebar. Sebanyak 0.1 g organ target (otak, mata, ginjal, dan hati) dihomogenkan dalam 0.9 mL PBS steril untuk dilakukan pengenceran berseri. Kemudian sebanyak 50 µL dari tiap pengenceran disebar dalam cawan petri yang telah berisi media kultur agar. Media yang digunakan yaitu media BHIA. Penghitungan total bakteri S. agalactiae di organ target dilakukan pada hari ke-0, hari ke-45 dan hari ke-50.
Analisis Data
Analisis data menggunakan rancangan acak lengkap dengan 5 kali ulangan. Data yang diperoleh adalah data tingkat kelangsungan hidup ikan pada akhir perlakuan pakan dan hari ke-50 (10 hari setelah uji tantang), LPH, RKP, gambaran darah ikan (total eritrosit, kadar hematokrit, kadar hemoglobin, total leukosit, aktivitas fagositosis dan aktivitas respiratory burst), total bacterial count
dan total probiotic count pada hari ke-0 dan ke-40, kepadatan S. agalactiae di
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Tingkat kelangsungan hidup ikan nila setelah pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR (A), prebiotik MOS (B), dan sinbiotik (C) pada penelitian ini tidak menunjukkan perbedaan yang nyata antar perlakuan (P>0.05) dengan kisaran nilai 96.67-100%. LPH dan RKP pada perlakuan A, B, dan C berbeda nyata dengan perlakuan KN dan KP (P<0.05), namun tidak menunjukkan perbedaan yang nyata antar perlakuan (P>0.05). Laju pertumbuhan harian tertinggi (2.79±0.14%) dan rasio konversi pakan terendah (1.26±0.07) terdapat pada perlakuan B (Tabel 2).
Tabel 2. Tingkat kelangsungan hidup (TKH), laju pertumbuhan harian (LPH), dan rasio konversi pakan (RKP) ikan uji
Keterangan: huruf superscript berbeda pada baris yang sama menunjukkan berbeda nyata (P<0,05)
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian mikrokapsul probiotik
Bacillus NP5 RfR, prebiotik MOS, dan sinbiotik mampu meningkatkan laju
pertumbuhan harian serta menunjukkan nilai konversi pakan yang lebih rendah dibanding kontrol (P<0.05). Hal ini didukung oleh data keberadaan bakteri probiotik Bacillus NP5 RfR dan data total bakteri pada saluran pencernaan ikan nila (Tabel 2) yang signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol (P<0.05). Pada perlakuan A, probiotik diketahui mampu meningkatkan pertumbuhan inang dengan cara menghasilkan enzim-enzim pencernaan yang membantu pemanfaatan nutrien dan pencernaan inang (Geng et al. 2011). Hasil ini didukung oleh penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa bakteri Bacillus NP5 mampu menghasilkan enzim amilase dan lipase sehingga mampu meningkatkan laju pertumbuhan dan meningkatkan efisiensi pakan pada ikan nila (Putra dan Widanarni 2015).
Pada perlakuan B, prebiotik mampu menimbulkan efek menguntungkan bagi inang dengan cara memodulasi secara selektif bakteri-bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan ikan nila. Menurut Nayak (2010), bakteri-bakteri menguntungkan yang memiliki enzim mannanase dapat memanfaatkan prebiotik MOS untuk pertumbuhan dan replikasi bakteri tersebut, sehingga dalam penelitian ini diduga dapat memberikan kontribusi terhadap pertumbuhan dan kecernaan ikan nila melalui sekresi exogeneous enzim. Selain itu, prebiotik diketahui mampu menghambat pelekatan bakteri patogen dalam usus, meningkatkan pertumbuhan dan efisiensi pakan, serta mampu meningkatkan komposisi mikroflora menguntungkan dalam usus (Reid et al. 2003).
Berdasarkan Tabel 3, diketahui bahwa pemberian sinbiotik pada perlakuan C dapat meningkatkan kinerja pertumbuhan ikan nila. Hal ini mengindikasikan bahwa probiotik Bacillus NP5 RfR yang diberikan dalam bentuk sinbiotik mampu
Parameter
Uji Perlakuan
KN KP A B C
menghasilkan enzim pencernaan sehingga meningkatkan laju pertumbuhan harian dan menghasilkan rasio konversi pakan yang lebih rendah dibandingkan kontrol (P<0.05). Namun pada penelitian ini, pemberian sinbiotik selama 40 hari tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap laju pertumbuhan harian dan rasio konversi pakan bila dibandingkan dengan perlakuan pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR (A) dan pemberian prebiotik MOS (B) secara tunggal. Berdasarkan Tabel 3, diketahui bahwa total probiotic count pada perlakuan sinbiotik (C) dan perlakuan pemberian probiotik Bacillus NP5 RfR (A) tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan (P>0.05). Hal ini diduga karena bakteri
Bacillus NP5 RfR tidak dapat memanfaatkan prebiotik MOS secara langsung
sehingga tidak terjadi aksi sinergis antara probiotik dan prebiotik. Hal ini mengakibatkan aplikasi sinbiotik tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap laju pertumbuhan harian dan rasio konversi pakan pada ikan nila bila dibandingkan dengan perlakuan pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR (A) dan prebiotik MOS (B) secara tunggal.
Tabel 3. Total bacterial count (TBC) dan total probiotic count (TPC) pada saluran pencernaan ikan nila
Populasi bakteri Perlakuan Sebelum pemberian
Keterangan: huruf superscript berbeda pada kolom yang sama menunjukkan hasil berbeda nyata (P<0,05)
Pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR, prebiotik MOS, dan sinbiotik pada penelitian ini mampu meningkatkan kelangsungan hidup ikan nila terhadap infeksi S. agalactiae jika dibandingkan dengan kontrol positif (P<0.05). Kelangsungan hidup ikan nila setelah uji tantang dengan S. agalactiae tersaji pada Gambar 1. Perlakuan B menghasilkan kelangsungan hidup tertinggi yaitu 65±4.3%, kemudian diikuti perlakuan C yaitu 58.33±7.21% dan perlakuan A yaitu 54.16±7.21%. Kelangsungan hidup ikan nila yang terendah terdapat pada perlakuan KP yaitu 33.16±7.07%. Pada perlakuan A, probiotik Bacillus NP5 RfR mampu meningkatkan kelangsungan hidup ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae
Prebiotik MOS bekerja secara langsung dengan cara berinteraksi dengan reseptor mannosa pada makrofag yang kemudian dapat meningkatkan aktivitas fagositosis makrofag. Prebiotik MOS juga dapat bekerja secara tidak langsung yaitu dengan cara memodulasi bakteri-bakteri menguntungkan dalam saluran pencernaan ikan nila yang kemudian dapat mengaktivasi respons imun ikan. Pada perlakuan C, diduga kemampuan sinbiotik dalam meningkatkan kelangsungan hidup ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae berkaitan dengan tingginya viabilitas probiotik
Bacillus NP5 dalam usus ikan. Menurut Nayak (2010), probiotik bekerja dengan
cara melewati sel epitel usus dan berinteraksi dengan jaringan limfoid, kemudian mengaktivasi sistem imun ikan. Pada penelitian ini, pemberian sinbiotik selama 40 hari tidak menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kelangsungan hidup ikan nila bila dibandingkan dengan perlakuan mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR (A) dan prebiotik MOS (B) (P>0.05). Hal ini diduga karena tidak terdapat aksi sinergis antara probiotik dan prebiotik sehingga aplikasi sinbiotik tidak menunjukkan pengaruh yang lebih baik terhadap kelangsungan hidup ikan nila dibandingkan dengan perlakuan pemberian probiotik Bacillus NP5 RfR (A) dan prebiotik MOS (B) secara tunggal. Sejalan dengan penelitian ini, Ai et al. (2011) melaporkan bahwa kelangsungan hidup ikan yellow croacker (Larimichthys
crocea) yang diberi sinbiotik berupa gabungan Bacillus subtilis dan
fructooligosakarida setelah diinfeksi dengan Vibrio harveyi, tidak menunjukkan perbedaan yang nyata (P>0.05) bila dibandingkan dengan pemberian probiotik
Bacillus subtilis secara tunggal.
Gambar 1. Tingkat kelangsungan hidup ikan nila setelah infeksi dengan
S.agalactiae. Huruf yang berbeda di tiap bar (nilai
rata-rata±simpangan baku) menujukkan perbedaan secara statistik (uji jarak berganda Duncan; p<0.05). Kontrol negatif (KN); positif (KP); pemberian mikrokapsul probiotik dosis 0.5% (A); prebiotik MOS dosis 0.4% (B); dan sinbiotik (C).
Status kesehatan dan respons imun ikan dapat dievaluasi melalui gambaran darah. Gambaran darah ikan yang diamati pada penelitian ini meliputi Total Eritrosit (TE), Kadar Hematokrit (Ht), Kadar hemoglobin (Hb) disajikan pada Gambar 2, sedangkan Total leukosit (TL), Aktivitas Fagositosis (AF) dan Aktivitas Respiratory Burst (RB) disajikan pada Gambar 3.
a a a a a a a
burst (C) ikan nila selama penelitian. Huruf yang berbeda di tiap bar
Pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR, prebiotik MOS, dan sinbiotik selama 40 hari memberikan pengaruh terhadap TE, Hb, dan Ht ikan nila (P<0.05). Pada hari ke-40, perlakuan B menunjukkan nilai TE tertinggi yaitu (2.92±0.11x106sel/mm3) yang diikuti oleh perlakuan C (2.88±0.14x106 sel/mm3), perlakuan A (2.84±0.07x106 sel/mm3) dan KN (2.48±0.11x106 sel/mm3). Pada parameter Ht, perlakuan B juga menunjukkan nilai Ht tertinggi yang berbeda nyata dengan perlakuan KN dan KP, namun tidak berbeda nyata dengan perlakuan A dan C. Hal yang sama juga terjadi pada parameter Hb dimana perlakuan B menunjukkan Hb tertinggi dengan nilai yang berbeda nyata (P<0.05) dengan perlakuan KN dan KP, namun tidak berbeda nyata (P>0.05) dengan perlakuan A dan C. Takashima dan Hibiya (1995) melaporkan bahwa jumlah eritrosit ikan berkisar antara 1-3 x106 sel/mm3. Nilai TE pada akhir perlakuan pakan masih berada pada kisaran normal. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian probiotik, prebiotik, dan sinbiotik aman bagi ikan dan mampu meningkatkan kesehatan ikan nila.
Terdapat keterkaitan antara TE, Ht dan Hb, yaitu peningkatan TE akan cenderung meningkatkan nilai Ht dan Hb. Pemberian probiotik, prebiotik dan sinbiotik diketahui mampu meningkatkan nilai TE, seperti yang dilaporkan oleh Renuka et al. (2014) bahwa nilai TE, HB, dan Ht ikan Catla catla meningkat setelah pemberian probiotik Lactobacillus acidophilus. Begitu pula dengan aplikasi prebiotik, Ahmdifar et al. (2011) melaporkan bahwa pemberian prebiotik inulin dapat meningkatkan jumlah eritrosit pada ikan sturgeon. Hal ini berkaitan dengan kemampuan probiotik, prebiotik, dan sinbiotik dalam meningkatkan parameter gambaran darah sebagai respons dari stimulasi pembentukan darah
(hemapoietik).
Setelah uji tantang, terjadi fluktuasi nilai TE, Hb, dan Ht yaitu terjadi penurunan nilai TE pada hari 43, kemudian meningkat pada hari 46 dan ke-50. Nilai terendah pada parameter TE, Hb dan Ht ikan nila selama penelitian terjadi pada hari ke-43. Perlakuan B menunjukkan nilai TE tertinggi setelah uji tantang dengan nilai secara berurutan yaitu (1.36±0.1 x106 sel/mm3; 1.8±0.13 x106 sel/mm3; 2.23±0.05 x106 sel/mm3). Pada hari ke-43 (3 hari setelah uji tantang), tertinggi ditunjukkan oleh perlakuan B dengan nilai secara berurutan yaitu (4.37±0.15 g%; 4.63±0.20g%; 4±0.10%).
ginjal terganggu sehingga ditunjukkan oleh penurunan nilai TE, Hb dan Ht setelah uji tantang.
Pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR, prebiotik MOS, dan sinbiotik selama 40 hari memberikan pengaruh terhadap TL, AF, dan RB ikan nila (P<0.05). Nilai TL, AF, dan RB ikan nila mengalami peningkatan setelah pemberian mikrokapsul probiotik Bacillus NP5 RfR, prebiotik MOS, dan sinbiotik selama 40 hari. Perlakuan B menunjukkan nilai TL tertinggi yaitu (0.87±0.05 x105 sel/mm3). Pada parameter AF, perlakuan B juga menunjukkan nilai AF tertinggi yang berbeda nyata (P<0.05) dengan perlakuan KP, namun tidak berbeda nyata (P>0.05) dengan perlakuan A dan C. Pada parameter RB, perlakuan B menunjukkan nilai RB tertinggi yang berbeda nyata (P<0.05) dengan perlakuan KP, namun tidak berbeda nyata dengan perlakuan A dan C.
Fluktuasi nilai TL, AF, dan RB ikan uji terjadi setelah uji tantang, yaitu terjadi peningkatan nilai TL pada hari ke-43, kemudian menurun pada hari ke-46 dan ke-50. Nilai TL tertinggi terdapat pada perlakuan B pada hari ke-43 yang tidak berbeda nyata (P>0,05) dengan perlakuan A dan C, namun berbeda nyata dengan perlakuan KP. Perbedaan nilai AF juga terjadi setelah uji tantang, dimana nilai AF meningkat pada hari ke-43, kemudian menurun pada hari ke-46 dan ke-50. Perlakuan B menunjukkan nilai AF tertinggi setelah uji tantang dengan nilai secara berurutan yaitu (62±3%; 52±2.64%; 44.67±1.52%). Sejalan dengan nilai AF,
Leukosit berperan penting dalam respons imun nonspesifik ikan terhadap infeksi patogen. Peran leukosit dalam respons imun ikan ditunjukkan melalui aktivitas fagositosis. Di dalam sel fagosit yang melakukan aktivitas fagositosis terjadi aktivitas respiratory burst. Aktivitas respiratory burst menghasilkan anion H202 dan superoksida (OH-) yang sangat toksik bagi bakteri sehingga
meningkatkan kemampuan sel fagosit dalam membunuh mikroba patogen (Rawling et al. 2012). Peningkatan nilai TL, AF dan RB terjadi pada hari ke-40. Hal ini berkaitan dengan respons imun ikan menanggapi benda asing bersifat imunogenik yang masuk ke dalam tubuh ikan, yaitu mikrokapsul probiotik, prebiotik, dan sinbiotik (Aly et al. 2008). Hasil penelitian Hassaan et al. (2014) menunjukkan hal yang sama, yaitu pemberian probiotik Bacillus licheniformis dan
yeast extract mampu meningkatkan total leukosit pada ikan nila (O. niloticus).
Sedangkan peningkatan nilai TL, AF, dan RB pada hari ke-43 menunjukkan bahwa sistem imun yang diwakili oleh leukosit (monosit dan neutrofil) berperan melawan patogen melalui proses fagositosis.
aa a a
Rodkhum et al. (2011) bahwa total S. agalactiae di otak, ginjal, dan hati ikan uji setelah uji tantang dengan S. agalactiae berkisar antara 6.79-7.70 log CFU/g.
Pada penelitian ini, kematian ikan uji mulai terjadi pada hari ke-43 dan kematian ikan tertinggi yaitu pada hari ke-45. Hal ini sesuai dengan pernyataan Rodkhum et al. (2011) bahwa kematian ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae
terjadi pada hari ke 2-7 setelah infeksi. Tingginya nilai total S. agalactiae pada hari ke-45 berkaitan dengan masa inkubasi dan pertumbuhan bakteri S. agalactiae
dalam organ target sehingga mengakibatkan kematian ikan. Gejala klinis ikan uji setelah infeksi yang teramati pada penelitian ini yaitu eksoptalmia pada mata baik bilateral maupun unilateral, mata keruh (purulent), clear operculum, penurunan nafsu makan, whirling dan tubuh membentuk huruf C.
(A) (B)
(C) (D) Gambar 3. Total S. agalactiae di otak (A), mata (B), ginjal (C), hati (D) ikan uji
Nilai total S. agalactiae pada perlakuan A, B, dan C lebih rendah daripada kontrol positif pada hari ke-45 (5 hari setelah uji tantang). Hal ini berkaitan dengan kemampuan mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS, dan sinbiotik dalam meningkatkan respons imun ikan melalui peningkatan aktivitas fagositosis dan aktivitas respiratory burst. Penurunan jumlah S. agalactiae ini mengakibatkan tingkat infeksi S. agalactiae menurun, sehingga meningkatkan kelangsungan hidup ikan.
4 SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Aplikasi mikrokapsul probiotik Bacillus NP5, prebiotik MOS dan sinbiotik dapat meningkatkan kinerja pertumbuhan, sistem imun, dan resistensi ikan nila yang diinfeksi S. agalactiae.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Ahmdifar E, Reza A, Afshin G, Asad MZ. 2011. Effects of different dietary prebiotic inulin levels on blood serum enzymes, hematologic, and biochemical parameters of great sturgeon Huso huso juveniles. Comparative
Clinical Pathology. 20(5): 447-451.
Ai Q, Xu H, Mai K, Xu W, Wang J, Zhang W. 2011. Effects of dietary supplementation of Bacillus subtilis and fructooligosaccharide on growth performance, survival, non-specific immune responses and disease resistance of juvenile large yellow croaker, Larimichthys crocea.
Aquaculture. 317(1): 155-161.
Aly SM, Azza MA, George J, Mohamed FM. 2008. Characterization of some bacteria isolated from Oreochromis niloticus and their potential use as probiotics. Aquaculture. 277(1): 1-6.
Anal AK, Singh H. 2007. Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery. Trends In Food Science &
Technology. 18(6): 240-251
Anderson DP, Siwicki AK. 1993. Basic hematology and serology for fish health programs. Paper presented in second symposium on disease in Asian Aquaculture: Aquatic Animal Health and Environment. Phukat, Thailand. 25-29th. October 1993, hlm. 17.
Blaxhall PC, Daisley KW. 1973. Routine hematological methods for use with fish blood. Journal Fish Biology. 5: 577-581.
Cerezuela R, Meseguer J, Esteban MA. 2011. Current knowledge in synbiotic use for fish aquaculture: a review. Journal Aquatic Research Development. 8:17 Clauss TM, Dove ADM, Arnold JE. 2008. Hematologic disorders of fish.
Veterinary Clinic of Exoterm Animal practice. 11: 445-462.
Dan XM, Zhang TW, Li YW, Li AX. 2013. Immune responses and immune-related gene expression profile in orange-spotted grouper after immunization with Cryptocaryon irritans vaccine. Fish & Shellfish
Immunology. 34: 885–891.
Geng X, Xiao HD, Bei PT, Qi HY, Shu YC, Hong YL, Xian XL. 2011. Effects of dietary chitosan and Bacillus subtilis on the growth performance, non-specific immunity and disease resistance of Cobia, Rachycentron canadum.
Fish & Shellfish Immunology. 31(3): 400-406.
Hassaan MS, Soltan MA, Ghonemy MMR. 2014. Effect of synbiotic between
Bacillus licheniformis and yeast extract on growth, hematological and
biochemical indices of the Nile tilapia Oreochromis niloticus. The Egyptian
Journal of Aquatic Research. 40(2): 199-208
Lazado CC, Christopher MAC. 2014. Muccosal immunity and probiotics in fish.
Fish & Shellfish Immunology. 39(1): 78-79
Li YW, Liu L, Huang PR, Fang W, Luo ZP, Peng HL, Wang YX, Li AX. 2013. Chronic streptococcosis in Nile tilapia, Oreochromis niloticus, caused by
Streptococcus agalactiae. Fish Disease. 37(8): 757-763.
Nayak SK. 2010. Probiotics and immunity: a fish perspective. review. Fish &
Putra AN, Widanarni, 2015. Screening of amylolytic bacteria as candidates of probiotics in tilapia Oreochromis sp. Research Journal of Microbiology. 10(1): 1-13.
Rawling MD, Merrifield DL, Snellgrove DL, Kuhlwein H, Adams A, Davies SJ. 2012. Haemato-immunological and growth response of mirror carp
Cyprinus carpio fed a tropical earthworm meal in experimental diets. Fish
& Shellfish Immunology. 32(6): 1002-1007.
Reid G, Sanders ME, Gaskins R, Gibson G, Mercenier A, Rastal B. 2003. New scientific paradigm for probiotics and prebiotics. Journal of clinical
gastroenterology. 37: 105-118.
Renuka KP,Venkateshwarlu M, Naik A. 2014. Effect of probiotic (Lactobacillus
acidhopilus) on haematological parameters of Catla catla (Hamilton).
International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 3(8):
326-335.
Rodkhum C, Pattanapon K, Nopadon P. 2011. Effect of water temperature on susceptibility to Streptococcus agalactiae serotype Ia infection in Nile tilapia, Oreochromis niloticus. Thailand Journal of Veterinary Medicine.
2011. 41(3): 309-314.
Samrongpan C, Areechon N, Yoonpundh R, Srisapoome P. Effects of mannan-oligosaccharide on growth, survival and disease resistance of Nile tilapia
Oreochromis niloticus fry. 2008. Proceeding of the 8th Symposium on
Tillapia in Aquaculture, Cairo, Egypt, 12-18 October 2008.
Song SK, Bo RB, Daniel K, John K, Jungjoon K, Hyun DK, Einar R. 2014. Prebiotics as immunostimulants in aquaculture: A review. Fish & Shellfish
Immunology. 40(1): 40-48
Takashima F, Hibiya T. 1995. An Atlas of Fish Histology: Normal and Pathological Features, Kodansha Ltd., Tokyo, Japan.
Tanbiyaskur, Widanarni, Angela ML. 2015. Administration of Bacillus NP5 and oligosaccharide to enhance the immune response in tilapia Oreochromis
niloticus towards streptococcosis. International Journal of Sciences: Basic
and Applied Research. 20(2): 304-315.
Taukhid, Purwaningsih U. 2011. Penapisan isolat bakteri Streptococcus Sp.
sebagai kandidat antigen dalam pembuatan vaksin serta efikasinya untuk pencegahan penyakit Streptococcosis pada ikan Nila Oreochromis niloticus.
Jurnal Riset Akuakultur. 6(1): 103-118.
Utami DAS, Widanarni, Muhammad AS. 2015. Quality of dried Bacillus NP5 and its effect on growth performance of tilapia Oreochromis niloticus. Pakistan
Journal of Biological Sciences. 18(2): 88-93.
Rasio Konversi Pakan Anova
Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan .205 4 .051 8.944 .002
Sisa Galat .057 10 .006
Total .262 14
Uji Duncan
perlakuan N
alpha = 0.05
1 2
B 3 1.2633
C 3 1.3133
A 3 1.3133
KN 3 1.5233
KP 3 1.5500
Lampiran 3. Analisis statistik tingkat kelangsungan hidup (TKH) ikan nila pasca uji tantang dengan S. agalactiae
Anova Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan 6187.500 4 1546.875 29.700 .000
Sisa Galat 520.833 10 52.083
Total 6708.333 14
Uji Duncan
perlakuan N
alpha = 0.05
1 2 3
KP 3 33.167
A 3 54.167
C 3 58.333
B 3 65.000
KN 3 95.833
Anova Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan .660 4 .165 19.307 .000
Sisa Galat .085 10 .009
Total .745 14
Uji Duncan
perlak
uan N
alpha = 0.05
1 2 3
KP 3 1.7367
A 3 2.0967
C 3 2.1233
B 3 2.2300 2.2300
KN 3 2.3667
Anova Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan 61.883 4 15.471 15.187 .000
Sisa Galat 10.187 10 1.019
Total 72.069 14
Uji Duncan
perlak
uan N
alpha = 0.05
1 2 3 4
KP 3 22.6000
A 3 25.3333
C 3 26.5333 26.5333
B 3 27.3333 27.3333
KN 3 28.5667
Anova Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan 1.209 4 .302 7.956 .004
Sisa Galat .380 10 .038
Total 1.589 14
Uji Duncan
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3
KP 3 4.3333
A 3 4.5000 4.5000
C 3 4.7667 4.7667
B 3 4.9000
KN 3 5.1333
Anova Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan .290 4 .073 9.375 .002
Sisa Galat .077 10 .008
Total .368 14
Uji Duncan
perlak
uan N
alpha = 0.05
1 2
KN 3 .8500
KP 3 .9567
A 3 1.1367
C 3 1.1733
B 3 1.2133
Anova Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan 379.733 4 94.933 27.385 .000
Sisa Galat 34.667 10 3.467
Total 414.400 14
Uji Duncan
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3
KN 3 30.3333
KP 3 39.3333
A 3 42.0000 42.0000
C 3 42.6667 42.6667
B 3 44.6667
Anova Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat Tengah
F Hitung Sig.
Perlakuan .020 4 .005 71.182 .000
Sisa Galat .001 10 .000
Total .021 14
Uji Duncan
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3
KN 3 .18733
KP 3 .26500
C 3 .27900 .27900
A 3 .28100 .28100
B 3 .28600
Lampiran 10. Analisis statistik total S. agalactiae di organ target (otak, mata ginjal, dan hati) ikan uji selama penelitian
Anova
Hari ke-50
Duncan
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3 4
KN 3 .0000
B 3 4.7033
C 3 4.7333 4.7333
A 3 4.7633
KP 3 4.8533
Sig. 1.000 .098 .098 1.000
Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat
Tengah F Hitung Sig.
Perlakuan 54.492 4 13.623 33499.320 .000
Sisa Galat .004 10 .000
Anova Hari ke-50
Duncan Hari ke-50
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3 4
KN 2 .0000
B 3 4.2367
C 3 4.3467
A 3 4.4067
KP 3 4.5167
Sig. 1.000 1.000 .066 1.000
Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat
Tengah F Hitung Sig.
Perlakuan 32.961 4 8.240 7367.000 .000
Sisa Galat .010 9 .001
Anova
Hari ke-50
Duncan
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3 4
KN 3 .0000
B 3 4.2300
C 3 4.3067
A 3 4.3333
KP 3 4.4233
Sig. 1.000 1.000 .245 1.000
Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat
Tengah F Hitung Sig.
Perlakuan 44.916 4 11.229 16041.490 .000
Sisa Galat .007 10 .001
Anova Hari ke-50
Duncan Hari ke-50 Sumber Keragaman
Jumlah Kuadrat
Derajat Bebas
Kuadrat
Tengah F Hitung Sig.
Perlakuan 42.044 4 10.511 12923.369 .000
Sisa Galat .008 10 .001
Total 42.052 14
perlak
uan N
Subset for alpha = 0.05
1 2 3
KN 3 .0000
B 3 4.1267
C 3 4.1400
A 3 4.1600
KP 3 4.3033
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Madiun pada tanggal 04 November 1989 dari ibu Dra. Endang Tri Sulistyowati dan ayah Basso Siswani Yudi. Penulis merupakan anak ke-2 dari 3 bersaudara. Pendidikan formal yang telah dilalui penulis yaitu SDN Kartohardjo 01 Madiun (lulus tahun 2002), SMPN 01 Madiun (lulus tahun 2005), dan SMAN 02 Madiun (lulus tahun 2008). Pendidikan Sarjana ditempuh penulis pada program studi Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro melalui jalur UM1 (Ujian Masuk 1) pada tahun 2008 dan lulus pada tahun 2013. Penulis pernah bekerja sebagai staf riset pada PT. Central Proteinaprima pada tahun 2013. Kemudian pada tahun yang sama, penulis melanjutkan studi pada program studi magister Ilmu Akuakultur, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Program magister ditempuh penulis melalui beasiswa unggulan yang diberikan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Selama menempuh pendidikan di program studi Ilmu Akuakultur IPB, penulis aktif sebagai asisten praktikum pada mata kuliah Mikrobiologi Akuakultur (S2).
Artikel dengan judul Application of Microencapsulated Probiotic Bacillus
NP5 and Prebiotic Mannanoligosaccharide (MOS) to Prevent Streptococcosis on Tilapia Oreochromis niloticus telah diterbitkan pada Research Journal of
Microbiology, 10(12): 571-581 tahun 2015. Artikel tersebut merupakan bagian
