oleh dr. Alex Makol, Dr Anja Keiner dan Dr Andreas Mueller, Delacon, Austria
Sebagai konsekuensi langsung dari stagnasi perikanan tangkap dan peningkatan konsumsi ikan secara global, akuakultur merupakan salah satu sektor dengan pertumbuhan tercepat dalam produksi pangan.
Namun, pembatasan bahan baku laut dalam diet akuakultur dan penggantiannya dengan sumber protein dan lipid yang lebih berkelanjutan yang berasal dari daratan, dalam beberapa kasus, dikaitkan dengan konsekuensi negatif pada metabolisme dan sistem kekebalan spesies akuakultur dan dapat memperlambat perkembangan sektor ini.
Tren global untuk melarang promotor pertumbuhan antibiotik, karena takut berkembangnya strain bakteri yang resisten, dan untuk melindungi kesehatan konsumen, telah mendorong sektor ini untuk berinvestasi dalam penelitian alternatif alami.
Zat tanaman meningkat
Aditif pakan fitogenik (PFAs), umumnya didefinisikan sebagai aditif pakan nabati atau tumbuhan, mewakili sekelompok zat alami yang digunakan dalam nutrisi hewan. Zat ini berasal dari tumbuh-tumbuhan, rempah-rempah, tanaman lain dan ekstraknya terdiri dari zat tumbuhan yang sangat aktif dan mencakup lebih dari minyak esensial:mereka termasuk zat pedas atau pahit, saponin, flavonoid, lendir atau tanin.
Selama dua dekade terakhir, penelitian tentang fitogenik sebagai bahan fungsional potensial telah meningkat, dan dengan itu, penggunaan komersial mereka di sektor produksi hewan. Namun, pemahaman yang lebih dalam tentang cara kerja senyawa bioaktif fitogenik pada ikan dan kerang adalah kunci untuk meningkatkan penggunaannya dalam akuakultur.
Beberapa senyawa fitogenik bioaktif telah terbukti dapat merangsang produksi enzim pencernaan, mendukung fungsi hati, memodulasi ketidakseimbangan mikrobiota usus, dan memiliki sifat antioksidan dan anti-inflamasi yang kuat.
Untung, selama tahun-tahun terakhir, ilmuwan dan perusahaan telah melakukan banyak penelitian untuk menjelaskan, bagaimana fitogenik spesifik dapat meningkatkan penyerapan nutrisi dan/atau penyakit dan ketahanan terhadap stres pada ikan dan kerang sebagai dasar penting untuk ekspansi sektor yang optimal.
Pemahaman tentang cara kerja campuran (campuran) fitogenik kompleks yang baru diformulasikan akan membantu sektor akuakultur untuk menggunakan fitogenik yang tersedia dengan benar, untuk mengeksplorasi sinergi dan antagonisme antara senyawa bioaktif dan untuk memperjelas interaksi dengan bahan pakan lainnya. Fakta-fakta ini juga akan membantu sektor perikanan budidaya untuk meningkatkan kinerja produksinya.
Efek kinerja pertumbuhan
Kinerja pertumbuhan adalah parameter yang paling sering digunakan untuk menentukan manajemen produksi yang memadai, dan mungkin dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti nutrisi, lingkungan, patogen atau penanganannya. Mempertahankan tingkat pertumbuhan yang optimal selama situasi stres atau bahkan mempromosikannya dalam kondisi normal adalah salah satu tuntutan utama di sektor ini.
Fitogenik spesifik telah ditunjukkan untuk meningkatkan kinerja pertumbuhan dan efisiensi pakan pada beberapa spesies ikan dan kerang. Sebagai contoh, Ekstrak lidah buaya (Aloe barbadensis Miller) meningkatkan kinerja pertumbuhan pada ikan mas (Cyprinus carpio) ketika diberi makan selama delapan minggu.
Ekstrak bawang putih (Allium sativum), oregano (Origanum heracleoticum), ginseng, quillaja (Quillaja saponaria), mentha (Mentha piperita) dan kemangi (Ocimum basilicum) mendorong kinerja pertumbuhan ikan nila (Oreochromis niloticus) dalam beberapa percobaan.
Demikian pula, untuk ikan lele saluran (Ictalurus punctatus), kinerja pertumbuhan dan efisiensi pakan ditingkatkan, ketika ikan diberi makan dengan minyak oregano. Manfaat ini dapat dikaitkan dengan efek positif pada komposisi mikrobiota ikan, berasal dari sifat antimikroba oregano yang dijelaskan dengan baik. Ekstrak bawang putih dan bawang merah (Allium cepa) mendukung pertumbuhan ikan bass Eropa (Dicentrarchus labrax) dan dalam kasus udang Whiteleg (Litopenaeus vanamei), beberapa zat fitogenik, seperti yucca (Yucca schidigera), quillaja, jahe (Zingiber officinale), temulawak (Curcuma longa) dan astralagus (Astralagus membranaceus) meningkatkan kinerja pertumbuhan.
Cara kerja potensial dari fitogenik individu yang disebutkan di atas, secara umum, dikaitkan dengan peningkatan palatabilitas pakan, mempromosikan sekresi enzim pencernaan, meningkatkan penyerapan nutrisi dan efek keseimbangan pada mikrobiota usus. Sangat menarik untuk berkomentar bahwa efek fitogenik berhubungan langsung dengan spesies ikan, proses ekstraksi dan bioavailabilitas aktif mereka daripada tingkat inklusi.
Mendukung ketahanan
Fungsi kekebalan yang optimal dari ikan dan kerang budidaya merupakan penentu utama untuk melindungi mereka dari infeksi patogen. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menentukan bagaimana fitogenik dapat meningkatkan sistem kekebalan bawaan dan/atau adaptif ketika ditambahkan ke ikan dan kerang yang dibudidayakan. Pada konteks ini, bawang putih adalah fitogenik yang paling banyak dipelajari dalam hal meningkatkan sistem kekebalan tubuh dan meningkatkan ketahanan terhadap penyakit.
Sebagai contoh, bubuk bawang putih yang diumpankan ke ikan nila nila meningkatkan indeks ikan fagositik, aktivitas bakterisida dan lisozim serta peningkatan resistensi penyakit terhadap Aeromona hydrophila.
Demikian pula, rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) yang diberi ekstrak bawang putih menunjukkan peningkatan aktivitas fagositosis, ledakan pernapasan, aktivitas lisozim dan Akibatnya, mengurangi kematian ikan ketika ditantang dengan Aeromona hydrophila.
Baru-baru ini telah terbukti bahwa campuran minyak bawang putih dan ekstrak tanaman labiatae yang ditambahkan selama sembilan minggu meningkatkan ketahanan terhadap penyakit dan respons sistem kekebalan tubuh, mempromosikan mikrobioma yang lebih sehat dan mengurangi kadar kortisol pada ikan bass Eropa yang diberi makan makanan ikan rendah dan diet minyak ikan.
Memang, oregano, jahe dan rosemary (Rosmarinus officinalis) telah terbukti imunomodulator ikan nila Mozambik (O. mossambicus) dan respon bass laut Eropa. Minyak kunyit dan Gynura bicolor mengurangi kematian udang whiteleg yang terinfeksi V. harveyi, V. alginolyticus dan virus white spot syndrome (WSSV), sebagian karena efek peningkatan mereka pada lisozim, aktivitas prophenoloksidase (proPO) dan superoksida dismutase (SOD).
Lebih jauh, tampaknya faktor nutrisi dan lingkungan sangat mempengaruhi mikrobioma usus. Komposisi makanan, termasuk bahan aktif yang berasal dari tumbuhan, dengan demikian merupakan faktor penting, karenanya bertanggung jawab untuk modifikasi populasi bakteri.
Pada konteks ini, fitogenik dapat memodulasi mikrobiota usus dengan meningkatkan proliferasi bakteri asam laktat (BAL) seperti Lactobacillus dan mengurangi keberadaan bakteri patogen yang berpotensi. Ngomong-ngomong, fitogenik telah terbukti membuka gulungan aktivitas yang lebih tinggi terhadap bakteri patogen daripada terhadap mikrobiota komensal.
Mungkin ada mekanisme berbeda yang mendasari modulasi ini, termasuk efek antimikroba langsung dan spesifik terhadap spesies bakteri tertentu, atau efek penghambat penginderaan kuorum. Efek antimikroba langsung dari fitogenik yang berbeda terhadap patogen spesifik telah ditunjukkan dalam uji in vitro yang berbeda berdasarkan kapasitas Konsentrasi Hambat Minimum (Minimum Inhibitory Concentration/MIC) dari fitogenik.
Namun, penting untuk dicatat bahwa hasil yang diperoleh dalam tes MIC berbeda antara strain bakteri. Tergantung pada metode ekstraksi untuk fitogenik, perbedaan MIC dapat terjadi karena potensi sinergi antara bahan aktif utama dan senyawa pelacak yang terkandung dalam ekstrak tertentu.
Sebagai contoh, ekstrak berbeda yang berasal dari kayu putih (Eucalyptus globulus), oregano, dan kayu manis (Cinnamomum verum) sangat efektif melawan beberapa patogen ikan seperti S. iniae, A.hidrofil, Photobacterium damselae subsp. damselae dan V. parahaemolyticus. Fitogenik juga mempengaruhi penginderaan kuorum bakteri dengan mengurangi pembentukan biofilm dan dengan menekan produksi toksin bakteri, yang pada akhirnya, akan menghambat atau mengurangi timbulnya wabah penyakit.
Beberapa ekstrak tumbuhan, seperti fenolik, flavonoid, alkaloid, dan terpenoid dapat bertindak sebagai penghambat penginderaan kuorum melalui mekanisme yang berbeda, sebagai penghambatan sintesis N-asil-homoserin lakton (AHL), mengubah mekanisme transpor atau sekresi, pengikatan dan penyimpanan AHL, atau tindakan antagonis atau penghambatan target hilir pengikatan reseptor AHL.
Efek mengurangi stres
Stres selama produksi akuakultur berimplikasi pada prosedur produksi (transportasi, kaus, grading atau sampling) dan dapat dikurangi seminimal mungkin dengan manajemen produksi yang tepat.
Stres secara langsung mengakibatkan berkurangnya asupan pakan, tingkat kinerja yang lebih rendah dan kerentanan yang lebih tinggi terhadap wabah penyakit karena penurunan regulasi sistem kekebalan dan perubahan fisiologi ikan, mempengaruhi metabolisme juga. Beberapa - bahkan ketika dikendalikan - praktik produksi (mis., penanganan) berarti stres untuk ikan budidaya dan membutuhkan penggunaan anestesi.
Namun, kadang-kadang, penerapan anestesi itu sendiri dapat bertindak sebagai stresor. Baru-baru ini, fitogenik spesifik per se telah menarik perhatian, bertindak sebagai anestesi. Bersamaan dengan efek anestesi, fitogenik datang bersama dengan banyak aspek bermanfaat yang disebutkan di atas seperti fungsi antioksidan, efek anti-mikroba dan sifat pengurang stres. Anestesi fitogenik yang paling banyak dipelajari adalah minyak cengkeh yang konsentrasi anestesi efektifnya tergantung pada spesies ikan target.
Menariknya, fitogenik lainnya, seperti Lemon verbena (Aloysia triphylla), Kayu Putih (Eucalyptus sp), Lippia alba, kemangi (Ocinum gratissimum) dan bawang putih telah terbukti bertindak sebagai penghilang stres dengan mengurangi kadar kortisol pada ikan nila, Ikan bass Eropa dan ikan lele Amerika Selatan (R. quelen). Padahal rute aplikasi penting untuk efek yang diinginkan. Sedangkan fitogenik untuk sedasi selama transportasi dan penanganan diterapkan di bak mandi, efek pengurangan stres umum dapat dicapai dengan menambahkan fitogenik ke dalam makanan.
Kesimpulan
Fitogenik dapat memodulasi fungsi fisiologis dan mikrobiota usus, menunjukkan potensi yang jelas untuk meningkatkan kinerja pertumbuhan, dan untuk meningkatkan ketahanan terhadap penyakit dan stres pada berbagai spesies ikan dan kerang yang dibudidayakan. Namun, masih sedikitnya pengetahuan tentang cara kerja beberapa senyawa bioaktifnya, kemungkinan interaksi dan sinergi di antara mereka, serta bentuk administrasi yang paling tepat.
Akibatnya, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengidentifikasi fitogenik yang paling cocok dan campuran yang disesuaikan dengan tantangan saat ini di sektor produksi akuakultur. Memahami cara kerja fitogenik secara rinci merupakan alat penting dalam pengembangan baru, diformulasikan dengan baik, produk yang efektif.
