Penggunaan Probiotik Bacillus velezensis sebagai Biokawalan Patogen Bakteria dalam Akuakultur

Penulis: Muhamad Firdaus Syahmi Sam-on, PhD¹‘²

¹Jabatan Sains Makanan, Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia
²Pusat Inovasi Teknologi Manisan (MANIS), Fakulti Sains dan Teknologi, Universiti Kebangsaan Malaysia

Bacillus velezensis adalah bakteria di dalam kumpulan Gram positif dan sering dikenali sebagai probiotik untuk akuakultur. Menurut Hill et al. (2014), probiotik ialah mikroorganisma hidup yang, apabila diberikan dalam jumlah yang mencukupi, memberikan manfaat kesihatan kepada hos. Definisi probiotik sangat selari dengan B. velezensis, kerana bakteria ini mampu menghasilkan pelbagai agen antimikrob yang mempunyai kesan positif bagi mengawal penyakit haiwan akuatik. Sam-on et al. (2023) telah melaporkan bahawa B. velezensis mempunyai pelbagai agen antimikrob seperti bacilysin, bacillibactin, fengycin, bacillaene, and macrolactin H. Ini dikuatkan dengan penyelidikan yang dilaporkan oleh Sam-on et al. (2022) yang menunjukkan kemampuan B. velezensis sebagai biokawalan pathogen terhadap 3 spesis Vibrio dan 2 spesis Aeromonas melalui ujian resapan telaga agar.

Umumnya, antibiotik digunakan bagi mengawal penyakit yang disebabkan oleh jangkitan bakteria. Tetapi disebabkan oleh penggunaan yang tidak terkawal dan tidak digunakan dengan ilmu yang betul, banyak kes kerintangan anbiotik telah dilaporkan di akuakultur. Oleh itu, probiotik seperti B. velezensis dilihat amat baik bagi mengurangkan penggunaan antibiotik pada industri akuakultur. Bakteria ini tidak hanya mampu menghasilkan agen antimikrob, tetapi beberapa kriteria probiotik perlu dikaji dahulu sebelum boleh digunakan. Ini termasuk ujian probiotik seperti penggumpalan, toleransi asid dan garam hempedu, dan hidrofobik. Tidak dilupakan ujian keselamatan bakteria ini sangat penting untuk dikaji, menggunakan beberapa kaedah seperti ujian hemolisis dan sensitiviti antibiotik. Kesemua ujian ini telah dijalankan oleh Sam-on et al. (2022) bagi menunjukkan aktiviti probiotik yang terbaik pada bakteria B. velezensis.

Tidak dilupakan, selain ujian in siliko dan in vitro yang telah dijalankan, ujian in vivo yang melibatkan hos daripada haiwan akuatik sangat dititikberatkan dan perlu dilaksanakan. Langkah ini penting untuk memastikan probiotik yang digunakan benar-benar sesuai dan dapat diterima oleh haiwan akuatik tersebut. Ujian in vivo amat kritikal kerana probiotik perlu dimakan dan berkoloni dalam usus hos untuk memberikan kesan yang optimum. Tanpa pengujian secara langsung pada haiwan sasaran, keberkesanan probiotik dalam meningkatkan pencernaan, daya tahan penyakit, atau pertumbuhan tidak dapat dipastikan dengan tepat. Selain itu, ujian ini juga membantu mengenal pasti sebarang kesan sampingan atau ketidaksesuaian yang mungkin timbul sebelum probiotik diaplikasikan secara besar-besaran dalam sistem akuakultur. Oleh itu, sebelum probiotik spesis digunakan secara komersial, proses pengujian harus merangkumi fasa in vivo yang ketat dengan menggunakan spesies akuatik yang relevan. Ini memastikan probiotik bukan sahaja selamat, tetapi juga benar-benar berkesan dalam meningkatkan kesihatan dan produktiviti haiwan akuatik. Dengan pendekatan yang menyeluruh ini, probiotik dapat dimanfaatkan secara optimum dalam industri akuakultur untuk hasil yang lebih berkualiti dan mampan.

Kaedah in vivo telah dijalankan Chen et al. (2021) yang mana probiotik B. velezensis sebagai suplemen makanan boleh menggalakkan prestasi pertumbuhan, meningkatkan tindak balas imun, dan memodulasi mikrobiota usus udang. Kajian tersebut juga telah mencadangkan suapan 10⁷ CFU/g disyorkan untuk digunakan sebagai bahan tambahan makanan probiotik untuk meningkatkan pertumbuhan dan status kesihatan udang. Selain itu, Cao et al. (2019) melaporkan B. velezensis BvL03 berpotensi untuk dibangunkan sebagai calon probiotik terhadap jangkitan Aeromonas hydrophila kerena ia dapat mengurangkan kadar kematian pada 12.5% terhadap ikan kap rumput. Tambahan lagi, Monzón-Atienza et al. (2024) menyatakan B. velezensis D-18 menunjukkan potensi yang besar untuk mencegah jangkitan Vibrio anguillarum dalam akuakultur melalui kapasiti pelindapkejutan kuorumnya. Keupayaan untuk mengganggu komunikasi bakteria dan mengawal kedudukan pembentukan biofilm B. velezensis D-18 sebagai alternatif mesra alam yang menjanjikan kepada antibiotik konvensional dalam menguruskan penyakit bakteria dalam akuakultur.

Dalam akuakultur, probiotik boleh diaplikasikan dalam pelbagai bentuk, terpulang dengan kaedah yang sesuai dan menjadi pilihan penternak:

1. Bentuk Cecair: Probiotik dalam bentuk cecair sering ditambah terus ke dalam air di dalam kolam atau tangki ikan. Kaedah ini memastikan bahawa strain probiotik tersebar secara sekata di seluruh persekitaran akuatik, di mana ia dapat menjajah air dan sistem pencernaan ikan. Probiotik cecair biasanya mudah untuk diberikan dan boleh digunakan melalui sistem dos automatik atau secara manual, menjadikannya sesuai untuk operasi akuakultur berskala besar.
2. Bentuk Kapsul: Kapsul probiotik boleh dimasukkan ke dalam makanan ikan atau udang secara individu. Kapsul ini akan larut dalam sistem pencernaan, melepaskan bakteria bermanfaat terus ke dalam usus. Kaedah ini lebih tertumpu dan memastikan bahawa probiotik sampai ke saluran pencernaan di mana ia boleh memberi kesan positif, meningkatkan kesihatan usus dan fungsi imun.
3. Bentuk Serbuk: Probiotik dalam bentuk serbuk biasanya dicampurkan dengan makanan, sama ada secara manual atau melalui sistem pemberian makanan automatik. Kaedah ini membolehkan pencampuran probiotik yang tepat ke dalam diet, memastikan setiap haiwan menerima dos yang mencukupi. Probiotik serbuk mudah disimpan, dikendalikan, dan diangkut, dan boleh digunakan untuk operasi akuakultur berskala besar dan kecil.

Setiap kaedah ini menawarkan fleksibiliti dalam aplikasi, membolehkan penternak memilih kaedah yang paling sesuai dengan keperluan operasi mereka dan spesies akuakultur yang mereka ternak.

Akhir sekali, kebaikan probiotik sangat memberi impak yang positif kepada akuakultur. Ini telah dibincangkan oleh Sam-on et al. (2025) yang menjalankan analisis bibliometrik bagi probiotik di akuakultur. Kajian itu menunjukkan probiotik mempunyai pelbagai fungsi dan aktiviti untuk haiwan akuatik termasuklah interaksi probiotik dan usus hos, probiotik dalam kultur tilapia, probiotik sebagai ketahanan penyakit dalam ikan dan haiwan bercangkerang, Bacillus sebagai probiotik dominan dalam akuakultur, probiotik sebagai antibiotik alternatif, dan gabungan probiotik serta prebiotik dalam akuakultur. Kesemua ini menunjukkan betapa besar dan pentingnya peranan probiotik khususnya Bacillus seperti B. velezensis bagi merawat akuakultur daripada penyakit jangkitan bakteria.

Kredit foto-nguyenlieuhoaduo

Rujukan

Hill, C., Guarner, F., Reid, G., Gibson, G. R., Merenstein, D. J., Pot, B., … & Sanders, M. E. (2014). The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature reviews Gastroenterology and hepatology, 11(8), 506-514.

Sam-on, M. F. S., Mustafa, S., Hashim, A. M., Mustapha, W. A. W., Yusof, M. T., Zaini, N. A. M., & Nazir, M. Y. M. (2025). Bibliometric mapping on the probiotic trends in managing aquaculture pathogens. Food Bioscience, 68, 106372.

Sam-on, M. F. S., Mustafa, S., Hashim, A. M., Yusof, M. T., Zulkifly, S., Malek, A. Z. A., … & Asrore, M. S. M. (2023). Mining the genome of Bacillus velezensis FS26 for probiotic markers and secondary metabolites with antimicrobial properties against aquaculture pathogens. Microbial pathogenesis, 181, 106161.

Sam-on, M. F. S., Mustafa, S., Yusof, M. T., Hashim, A. M., Abbasiliasi, S., Zulkifly, S., … & Roslan, M. A. H. (2022). Evaluation of three Bacillus spp. isolated from the gut of giant freshwater prawn as potential probiotics against pathogens causing Vibriosis and Aeromonosis. Microbial Pathogenesis, 164, 105417.

Chen, L., Lv, C., Li, B., Zhang, H., Ren, L., Zhang, Q., Zhang, X., Gao, J., Sun, C., & Hu, S. (2021). Effects of Bacillus velezensis supplementation on the growth performance, immune responses, and intestine microbiota of Litopenaeus vannamei. Frontiers in Marine Science, 8.

Cao, L., Pan, L., Gong, L., Yang, Y., He, H., Li, Y., Peng, Y., Li, D., Yan, L., Ding, X., Hu, S., Yu, Z., Sun, Y., Huang, W., Hu, Y., Yi, G., & Xia, L. (2019). Interaction of a novel Bacillus velezensis (BvL03) against Aeromonas hydrophila in vitro and in vivo in grass carp. Applied Microbiology and Biotechnology, 103(21–22), 8987–8999.

Monzón-Atienza, L., Bravo, J., Torrecillas, S., Gómez-Mercader, A., Montero, D., Ramos-Vivas, J., Galindo-Villegas, J., & Acosta, F. (2024). An in-depth study on the inhibition of quorum sensing by Bacillus velezensis d-18: its significant impact on Vibrio biofilm formation in aquaculture. Microorganisms, 12(5), 890.