Nanospirulina Lawan Aeromonas hydrophila? Fakta MIC dan Harapan Baru untuk Pengendalian Penyakit Ikan!

Aktivitas Antibakteri Spirulina/Arthrospira platensis terhadap Aeromonas hydrophila: Kajian Pustaka tentang Minimum Inhibitory Concentration (MIC) dan Prospek Pengembangan Nanospirulina untuk Pengendalian Penyakit Ikan

 

ABSTRAK

 

Aeromonas hydrophila merupakan salah satu bakteri patogen penting pada ikan yang dapat menyebabkan motile aeromonad septicemia dan berbagai bentuk penyakit sistemik, terutama pada kondisi budidaya dengan tekanan lingkungan tinggi. Pengendalian penyakit bakterial secara konvensional banyak bergantung pada antimikroba, tetapi penggunaan yang tidak rasional berpotensi meningkatkan resistensi antimikroba. Spirulina platensis, yang secara taksonomi juga dikenal sebagai Arthrospira platensis, merupakan sianobakteri yang mengandung berbagai komponen bioaktif dan telah dilaporkan memiliki aktivitas antibakteri terhadap sejumlah patogen akuatik. Perkembangan nanoteknologi membuka peluang untuk meningkatkan karakteristik fisik dan biologis bahan berbasis Spirulina. Artikel ini bertujuan mengkaji bukti ilmiah mengenai aktivitas antibakteri Spirulina/Arthrospira terhadap A. hydrophila, khususnya nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC), serta mengevaluasi prospek nanospirulina sebagai kandidat antimikroba untuk akuakultur. Kajian menunjukkan bahwa ekstrak etanol S. platensis telah dilaporkan mempunyai aktivitas terhadap A. hydrophila dengan MIC pada kisaran 100–150 µg/mL, sedangkan fraksi yang lebih spesifik dari A. platensis dilaporkan memiliki MIC yang jauh lebih rendah, yaitu sekitar 1,9–15 µg/mL, terhadap kelompok patogen ikan yang mencakup A. hydrophila. Analisis atomic force microscopy juga menunjukkan kerusakan progresif dinding sel A. hydrophila setelah paparan fraksi aktif A. platensis. Di sisi lain, penelitian berbasis nanopartikel atau bentuk nano Spirulina menunjukkan peningkatan respons imun dan ketahanan ikan terhadap infeksi A. hydrophila, tetapi belum dapat digunakan untuk menetapkan MIC nanospirulina secara langsung. Berdasarkan sintesis pustaka, nanospirulina mempunyai prospek sebagai kandidat antibakteri dan imunostimulan dalam akuakultur, tetapi nilai MIC spesifik nanospirulina terhadap A. hydrophila masih memerlukan pengujian eksperimental menggunakan metode broth microdilution yang terstandardisasi.

 

Kata kunci: nanospirulina, Spirulina platensis, Arthrospira platensis, Aeromonas hydrophila, MIC, antibakteri, akuakultur.

 

1. PENDAHULUAN

 

Akuakultur merupakan salah satu sektor penting dalam penyediaan pangan asal hewan dan terus mengalami intensifikasi. Peningkatan kepadatan ikan, perubahan kualitas air, fluktuasi suhu, dan tekanan lingkungan dapat meningkatkan kerentanan ikan terhadap penyakit infeksius. Di antara berbagai agen penyakit, bakteri merupakan kelompok patogen yang mempunyai arti penting karena dapat menyebabkan penyakit akut maupun kronis dan berpotensi menimbulkan mortalitas tinggi.

 

Salah satu bakteri yang penting dalam penyakit ikan adalah Aeromonas hydrophila. Bakteri ini merupakan bakteri Gram-negatif yang bersifat oportunistik dan dapat menyerang berbagai jenis ikan. Infeksi A. hydrophila dapat menyebabkan septicemia, perdarahan, ulserasi, kerusakan jaringan, dan kematian. Permasalahan ini menjadi semakin penting dalam sistem budidaya intensif karena kondisi lingkungan yang tidak optimal dapat meningkatkan peluang terjadinya penyakit.

 

Penggunaan antibiotik atau antimikroba merupakan salah satu pendekatan yang selama ini digunakan dalam pengendalian penyakit bakterial. Namun, penggunaan antimikroba yang tidak tepat dapat menyebabkan seleksi bakteri resisten dan menimbulkan permasalahan residu serta dampak terhadap mikrobiota lingkungan. Karena itu, pengembangan bahan alami yang memiliki aktivitas antibakteri dan sekaligus dapat meningkatkan ketahanan ikan merupakan salah satu pendekatan yang menarik.

 

Salah satu kandidat bahan alami tersebut adalah Spirulina platensis, yang saat ini banyak ditempatkan dalam genus Arthrospira. Arthrospira platensis mengandung protein, fikosianin, polisakarida, lipid, pigmen, mineral, vitamin, dan berbagai senyawa bioaktif. Selain digunakan sebagai sumber nutrisi, Spirulina telah diteliti sebagai bahan fungsional dalam pakan ikan.

 

Penelitian Abdel-Tawwab dan Ahmad (2009) menunjukkan bahwa pemberian Arthrospira platensis dalam pakan dapat meningkatkan performa pertumbuhan dan menjadi bagian dari pendekatan untuk meningkatkan kondisi fisiologis ikan nila yang diuji terhadap A. hydrophila.

 

Penelitian yang lebih baru juga memperlihatkan bahwa suplementasi Spirulina dapat meningkatkan ketahanan ikan terhadap A. hydrophila. Pada ikan Heteropneustes fossilis, misalnya, pemberian pakan dengan Spirulina dilaporkan meningkatkan kondisi kesehatan dan ketahanan terhadap tantangan A. hydrophila.

 

Namun, aktivitas sebagai imunostimulan tidak sama dengan aktivitas antibakteri langsung. Untuk membuktikan kemampuan langsung suatu bahan menghambat pertumbuhan A. hydrophila, diperlukan parameter kuantitatif seperti Minimum Inhibitory Concentration (MIC).

 

MIC merupakan konsentrasi terendah suatu bahan antimikroba yang mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme dalam kondisi pengujian tertentu. Nilai MIC penting karena memungkinkan perbandingan potensi antibakteri secara kuantitatif.

 

Penelitian Pradhan et al. merupakan salah satu studi penting yang secara langsung menguji ekstrak S. platensis terhadap sejumlah patogen ikan, termasuk A. hydrophila. Penelitian tersebut menggunakan empat strain A. hydrophila ATCC 49140 dan melaporkan aktivitas ekstrak etanol, metanol, dan air. Ekstrak etanol menunjukkan aktivitas paling tinggi dengan nilai MIC ekstrak kasar pada kisaran 100–150 µg/mL, sedangkan ekstrak air tidak menunjukkan aktivitas antibakteri yang efektif.

 

Pertanyaan yang kemudian muncul adalah apakah pengecilan ukuran bahan menjadi bentuk nano dapat meningkatkan aktivitas antibakteri Spirulina dan menurunkan nilai MIC terhadap A. hydrophila.

 

Oleh karena itu, kajian ini bertujuan untuk:

1. mengidentifikasi bukti ilmiah aktivitas antibakteri Spirulina/Arthrospira terhadap A. hydrophila;
2. mengidentifikasi nilai MIC yang telah dilaporkan;
3. mengevaluasi kemungkinan mekanisme antibakteri;
4. membedakan efek antibakteri langsung dan efek imunostimulasi;
5. mengevaluasi bukti mengenai bentuk nano Spirulina; dan
6. merumuskan kebutuhan penelitian untuk menentukan MIC nanospirulina secara eksperimental.

 

2. METODOLOGI KAJIAN PUSTAKA

 

2.1. Desain kajian

 

Kajian ini menggunakan pendekatan narrative literature review untuk mengidentifikasi, menelaah, dan mensintesis secara kritis berbagai hasil penelitian yang relevan dengan potensi Spirulina platensis, Arthrospira platensis, dan nanospirulina sebagai agen antibakteri terhadap Aeromonas hydrophila, salah satu bakteri patogen penting pada ikan. Literatur yang dikaji mencakup penelitian mengenai karakteristik dan aktivitas biologis Spirulina/Arthrospira, pengembangan dan karakterisasi nanospirulina, mekanisme serta aktivitas antibakteri, penentuan Minimum Inhibitory Concentration (MIC) dan Minimum Bactericidal Concentration (MBC), serta pemanfaatannya dalam pengendalian penyakit ikan. Selain itu, kajian juga mempertimbangkan bukti ilmiah mengenai respons dan ketahanan ikan terhadap infeksi A. hydrophila, sehingga hubungan antara aktivitas antibakteri nanospirulina secara in vitro dan potensinya dalam mendukung pengendalian infeksi pada ikan dapat dianalisis secara lebih komprehensif.

 

Pencarian literatur dilakukan melalui berbagai sumber ilmiah yang dapat diakses secara daring, terutama PubMed, PubMed Central (PMC), Wiley Online Library, ScienceDirect, serta jurnal ilmiah lain yang relevan dengan topik kajian. Strategi pencarian disusun berdasarkan kombinasi kata kunci yang berkaitan dengan Spirulina platensis, Arthrospira platensis, nanospirulina, Aeromonas hydrophila, antibacterial activity, MIC, MBC, fish disease, dan resistance atau susceptibility of fish to A. hydrophila infection. Literatur yang diperoleh kemudian ditelaah berdasarkan relevansi terhadap tujuan kajian, karakteristik bahan atau sediaan Spirulina yang digunakan, metode pengujian antibakteri, nilai MIC dan/atau MBC yang dilaporkan, serta temuan mengenai pengaruhnya terhadap kesehatan dan ketahanan ikan terhadap infeksi bakteri. Selanjutnya, hasil penelitian dari berbagai sumber dibandingkan dan disintesis secara naratif untuk memperoleh gambaran mengenai potensi, mekanisme kerja, efektivitas, keterbatasan bukti, serta peluang pengembangan nanospirulina sebagai kandidat antibakteri terhadap A. hydrophila.

 

2.2. Strategi Pencarian Literatur

 

Strategi pencarian literatur disusun secara terarah berdasarkan tujuan kajian, yaitu mengevaluasi bukti ilmiah mengenai potensi Spirulina platensis, Arthrospira platensis, dan nanospirulina sebagai agen antibakteri terhadap Aeromonas hydrophila, serta kemungkinan penggunaannya dalam mendukung pengendalian penyakit bakterial pada ikan. Pencarian dilakukan melalui basis data ilmiah yang dapat diakses secara daring, antara lain PubMed, PubMed Central (PMC), Wiley Online Library, ScienceDirect, dan sumber jurnal ilmiah relevan lainnya. Kata kunci disusun dalam beberapa kelompok konsep yang kemudian dikombinasikan menggunakan operator Boolean AND dan OR. Kelompok kata kunci tersebut meliputi nama organisme atau bahan, seperti Spirulina platensis, Arthrospira platensis, Spirulina, dan nanospirulina; bakteri target, seperti Aeromonas hydrophila dan Aeromonas; serta istilah yang berkaitan dengan aktivitas antibakteri, seperti antibacterial activity, antimicrobial activity, minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC), bacterial inhibition, fish disease, dan A. hydrophila infection.

 

Pencarian dilakukan dengan mempertimbangkan variasi terminologi yang digunakan dalam publikasi ilmiah, termasuk penggunaan istilah Spirulina dan Arthrospira yang dalam literatur sering digunakan untuk merujuk pada kelompok mikroalga/sianobakteri yang sama atau sangat berdekatan secara taksonomi. Literatur yang diperoleh dari berbagai basis data kemudian diperiksa untuk mengidentifikasi artikel yang relevan, sedangkan duplikasi publikasi dihilangkan sebelum proses seleksi lebih lanjut. Untuk meningkatkan transparansi metodologis, strategi pencarian, sumber basis data, kata kunci utama, serta periode pencarian perlu dicatat secara sistematis sehingga proses identifikasi literatur dapat ditelusuri kembali. Prinsip transparansi dalam pelaporan strategi pencarian dan proses seleksi merupakan salah satu komponen penting dalam pedoman PRISMA 2020.

 

2.3. Kriteria Inklusi dan Eksklusi

 

Literatur dimasukkan dalam kajian apabila memenuhi kriteria relevansi terhadap tujuan penelitian, yaitu membahas Spirulina platensis, Arthrospira platensis, nanospirulina atau produk turunannya yang memiliki aktivitas biologis; menguji atau membahas aktivitas antibakteri terhadap Aeromonas hydrophila atau bakteri patogen ikan yang relevan sebagai pembanding; melaporkan parameter penghambatan pertumbuhan bakteri, terutama MIC dan/atau MBC apabila tersedia; atau memberikan informasi mengenai mekanisme antibakteri, komponen bioaktif, formulasi nano, maupun respons ikan terhadap infeksi A. hydrophila. Artikel penelitian eksperimental, penelitian in vitro, penelitian in vivo, serta artikel tinjauan yang memiliki kontribusi konseptual atau mekanistik terhadap topik kajian dapat dipertimbangkan selama informasi yang disajikan relevan dan dapat ditelusuri ke sumber ilmiah yang jelas.

 

Sebaliknya, literatur dikeluarkan apabila tidak memiliki hubungan substantif dengan Spirulina/Arthrospira, nanospirulina, aktivitas antibakteri, atau A. hydrophila; hanya berupa artikel populer, materi promosi, atau sumber nonilmiah yang tidak memiliki dasar evidensi yang memadai; merupakan publikasi duplikat; atau tidak menyediakan informasi yang cukup untuk memahami metode dan temuan penelitian. Studi yang menggunakan organisme atau bahan yang berbeda secara mendasar tetap dapat dipertimbangkan secara terbatas apabila memberikan informasi mekanistik yang penting, tetapi hasilnya tidak digunakan untuk menyimpulkan secara langsung efektivitas nanospirulina terhadap A. hydrophila. Pendekatan ini diperlukan agar sintesis tidak mencampurkan bukti langsung dengan bukti tidak langsung dan untuk menjaga ketepatan interpretasi ilmiah.

 

2.4. Ekstraksi Data

 

Data dari literatur yang memenuhi kriteria kemudian diekstraksi secara terstruktur menggunakan matriks ekstraksi data. Informasi yang dikumpulkan meliputi identitas publikasi, tahun penerbitan, jenis penelitian, karakteristik Spirulina/Arthrospira atau nanospirulina yang digunakan, bentuk dan metode preparasi bahan, karakteristik nanopartikel apabila tersedia, strain atau isolat bakteri yang digunakan, jenis ikan yang diteliti, metode pengujian antibakteri, konsentrasi bahan uji, serta parameter hasil utama. Perhatian khusus diberikan terhadap data MIC dan MBC, termasuk satuan konsentrasi, metode penentuan, media kultur, lama inkubasi, serta kondisi pengujian, karena perbedaan faktor-faktor tersebut dapat memengaruhi interpretasi dan perbandingan hasil antarpenelitian.

 

Selain parameter antibakteri, data mengenai komponen bioaktif yang diduga berperan dalam aktivitas antibakteri, seperti fikosianin, senyawa fenolik, flavonoid, polisakarida, lipid bioaktif, dan metabolit sekunder lainnya, juga dicatat apabila tersedia. Untuk penelitian pada hewan ikan, informasi mengenai spesies ikan, dosis atau konsentrasi bahan, rute pemberian, lama perlakuan, tingkat kelangsungan hidup, perubahan gejala klinis, parameter imunologis, beban bakteri, serta respons terhadap tantangan A. hydrophila turut dicatat. Struktur ekstraksi tersebut memungkinkan data dari penelitian yang berbeda untuk dibandingkan berdasarkan karakteristik bahan, desain eksperimen, parameter antibakteri, dan respons biologis yang diamati.

 

2.5. Analisis dan Sintesis Data

 

Data yang telah diekstraksi dianalisis menggunakan pendekatan sintesis naratif-kritis. Pendekatan ini dipilih karena literatur yang tersedia diperkirakan memiliki heterogenitas yang cukup tinggi dalam hal bentuk dan ukuran partikel nanospirulina, metode ekstraksi atau formulasi, konsentrasi bahan aktif, strain A. hydrophila, metode pengujian antibakteri, media kultur, kondisi inkubasi, spesies ikan, serta parameter respons yang digunakan. Oleh karena itu, hasil penelitian tidak dipaksakan untuk digabungkan secara statistik apabila perbedaan metodologis tersebut dapat menghasilkan perbandingan yang tidak valid.

 

Sintesis dilakukan dengan mengelompokkan temuan ke dalam beberapa tema utama, yaitu (1) karakteristik dan potensi bioaktif Spirulina/Arthrospira; (2) karakteristik dan keunggulan nanospirulina; (3) aktivitas antibakteri terhadap A. hydrophila; (4) nilai MIC dan MBC; (5) kemungkinan mekanisme penghambatan pertumbuhan bakteri; dan (6) potensi nanospirulina dalam meningkatkan ketahanan ikan terhadap infeksi A. hydrophila. Hasil dari setiap penelitian kemudian dibandingkan secara kritis dengan mempertimbangkan kesamaan dan perbedaan desain penelitian, bahan yang digunakan, metode pengujian, konsentrasi perlakuan, serta parameter hasil. Dengan cara tersebut, sintesis tidak hanya menggambarkan apakah nanospirulina memiliki aktivitas antibakteri, tetapi juga berusaha menjelaskan mengapa aktivitas tersebut dapat terjadi, pada kondisi apa aktivitas tersebut paling mungkin muncul, dan sejauh mana bukti yang tersedia dapat mendukung penggunaannya sebagai kandidat pengendalian A. hydrophila.

 

Dalam interpretasi hasil, bukti dibedakan berdasarkan tingkat kedekatannya dengan pertanyaan utama. Bukti langsung berupa penelitian yang secara spesifik menguji nanospirulina terhadap A. hydrophila diberikan bobot interpretasi paling tinggi. Bukti dari penelitian Spirulina/Arthrospira terhadap bakteri patogen ikan lainnya digunakan sebagai bukti pendukung, sedangkan penelitian mengenai mekanisme antibakteri atau komponen bioaktif digunakan untuk menjelaskan kemungkinan mekanisme kerja. Dengan pendekatan tersebut, kesimpulan tidak digeneralisasikan melampaui bukti yang tersedia. Nilai MIC dan MBC juga tidak dibandingkan secara langsung apabila metode pengujiannya berbeda secara substansial, melainkan diinterpretasikan dalam konteks kondisi eksperimental masing-masing penelitian.

 

2.6. Penilaian Kualitas dan Kekuatan Bukti

 

Untuk memperkuat kualitas kajian, setiap artikel yang digunakan dalam sintesis dinilai secara kritis berdasarkan kejelasan tujuan penelitian, transparansi metode, karakterisasi bahan uji, kesesuaian metode pengukuran aktivitas antibakteri, kelengkapan pelaporan hasil, serta konsistensi antara metode dan kesimpulan penelitian. Aspek penting yang diperhatikan khususnya adalah apakah penelitian memberikan informasi yang memadai mengenai strain bakteri, konsentrasi bahan uji, kontrol positif dan negatif, metode penentuan MIC/MBC, serta replikasi atau analisis statistik.

Penilaian tersebut digunakan bukan untuk menghasilkan satu skor kuantitatif yang secara otomatis menentukan diterima atau ditolaknya suatu artikel, tetapi untuk menentukan kekuatan relatif bukti ketika hasil penelitian dibandingkan dan disintesis. Pendekatan ini sejalan dengan karakter narrative review, yang menekankan penalaran ilmiah dan evaluasi kritis terhadap bukti, sementara SANRA secara khusus merekomendasikan kejelasan tujuan, deskripsi pencarian literatur, kualitas referensi, penalaran ilmiah, dan penyajian data hasil yang relevan sebagai komponen penting dalam narrative review yang berkualitas.

 

2.7. Alur Seleksi Literatur

 

Secara keseluruhan, proses kajian dilakukan melalui tahapan identifikasi → penyaringan → penilaian kelayakan → ekstraksi data → sintesis naratif → interpretasi bukti. Jumlah publikasi yang diperoleh dari setiap sumber, jumlah artikel setelah penghapusan duplikasi, jumlah artikel yang disaring berdasarkan judul dan abstrak, jumlah artikel yang diperiksa secara penuh, serta jumlah artikel yang akhirnya digunakan dalam sintesis sebaiknya didokumentasikan. Meskipun kajian ini merupakan narrative literature review dan bukan systematic review, pelaporan alur seleksi secara transparan dapat meningkatkan keterlacakan dan reproduktibilitas proses kajian. Apabila diinginkan, alur tersebut dapat disajikan dalam diagram seleksi yang diadaptasi dari prinsip pelaporan PRISMA 2020, tanpa menyatakan bahwa kajian ini merupakan systematic review. PRISMA 2020 menyediakan kerangka pelaporan mengenai identifikasi sumber, strategi pencarian, seleksi studi, karakteristik studi, dan sintesis hasil secara transparan.

 

3. HASIL KAJIAN PUSTAKA

 

3.1. Aeromonas hydrophila sebagai patogen ikan

 

Aeromonas hydrophila merupakan salah satu bakteri patogen oportunistik yang memiliki arti penting dalam bidang akuakultur karena dapat menginfeksi berbagai spesies ikan, terutama ketika ikan mengalami kondisi stres atau terjadi penurunan kualitas lingkungan. Infeksi A. hydrophila dapat berkembang menjadi penyakit sistemik yang dikenal sebagai motile aeromonad septicemia (MAS), dengan berbagai manifestasi klinis, antara lain septicemia, perdarahan, hemoragi pada organ dan permukaan tubuh, ulserasi kulit, kerusakan jaringan, serta gangguan fungsi organ. Pada kondisi infeksi yang berat, perubahan patologis tersebut dapat berkembang secara progresif dan berakhir pada peningkatan mortalitas ikan, sehingga menimbulkan kerugian ekonomi yang signifikan bagi kegiatan budidaya.

 

Patogenesis A. hydrophila pada ikan tidak semata-mata ditentukan oleh keberadaan dan jumlah bakteri, tetapi merupakan hasil interaksi yang kompleks antara patogen, inang, dan lingkungan. Faktor lingkungan seperti penurunan kualitas air, perubahan suhu, kepadatan ikan yang tinggi, akumulasi bahan organik, serta berbagai bentuk stres pemeliharaan dapat meningkatkan kerentanan ikan terhadap infeksi. Dalam kondisi tersebut, sistem pertahanan tubuh ikan dapat mengalami gangguan sehingga kemampuan untuk mengendalikan kolonisasi dan invasi bakteri menjadi berkurang. Sebaliknya, kondisi fisiologis dan status imun ikan yang baik dapat meningkatkan kemampuan inang dalam menghadapi paparan patogen. Dengan demikian, pengendalian A. hydrophila dalam sistem akuakultur tidak cukup hanya diarahkan pada eliminasi atau penghambatan pertumbuhan bakteri, tetapi juga perlu mempertimbangkan faktor lingkungan dan penguatan kapasitas pertahanan inang.

 

Kompleksitas interaksi tersebut menjadi salah satu alasan mengapa Spirulina atau Arthrospira menarik untuk dikaji sebagai bahan fungsional dalam pengendalian penyakit ikan. Selain mengandung berbagai komponen bioaktif yang berpotensi memberikan aktivitas antimikroba, Spirulina juga diketahui memiliki nilai nutrisi dan berpotensi mendukung fungsi fisiologis serta respons imun ikan. Dengan demikian, penggunaannya berpotensi memberikan pendekatan ganda, yaitu secara langsung melalui penghambatan pertumbuhan atau aktivitas bakteri dan secara tidak langsung melalui peningkatan kondisi fisiologis serta respons pertahanan ikan. Perspektif ini menjadi semakin relevan ketika Spirulina dikembangkan dalam bentuk nanospirulina, karena proses pengecilan ukuran partikel dapat mengubah karakteristik fisikokimia bahan dan berpotensi memengaruhi luas permukaan, dispersibilitas, ketersediaan komponen bioaktif, serta interaksinya dengan sistem biologis.

 

Oleh karena itu, kajian terhadap nanospirulina dalam kaitannya dengan A. hydrophila perlu ditempatkan dalam kerangka yang lebih luas daripada sekadar pengujian aktivitas antibakteri. Nilai MIC dan MBC merupakan parameter penting untuk menentukan kemampuan bahan dalam menghambat atau membunuh bakteri secara in vitro, tetapi interpretasinya perlu dilengkapi dengan pemahaman mengenai komponen bioaktif, kemungkinan mekanisme antibakteri, karakteristik formulasi nanospirulina, serta potensinya dalam mendukung ketahanan ikan terhadap infeksi. Pendekatan integratif tersebut dapat memberikan dasar ilmiah yang lebih kuat untuk menilai apakah nanospirulina berpotensi dikembangkan sebagai salah satu alternatif bahan fungsional dalam strategi pengendalian penyakit akibat A. hydrophila pada akuakultur.

 

3.2. Aktivitas antibakteri Spirulina platensis terhadap A. hydrophila

 

Bukti yang secara langsung menunjukkan aktivitas antibakteri Spirulina platensis terhadap Aeromonas hydrophila antara lain dilaporkan oleh Pradhan et al. (2012). Penelitian tersebut mengevaluasi aktivitas antibakteri ekstrak S. platensis yang diperoleh menggunakan beberapa jenis pelarut, yaitu etanol, metanol, dan air, terhadap berbagai bakteri patogen yang berasosiasi dengan ikan dan krustasea, termasuk empat strain A. hydrophila. Aktivitas antibakteri dievaluasi melalui beberapa parameter, sedangkan nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC) ditentukan menggunakan metode pengenceran tabung (tube dilution method). Pendekatan tersebut memungkinkan peneliti menentukan konsentrasi minimum ekstrak yang masih mampu menghambat pertumbuhan bakteri secara terukur.

 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri S. platensis dipengaruhi oleh jenis pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi. Ekstrak etanol menunjukkan aktivitas yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan ekstrak metanol dan ekstrak air. Temuan ini mengindikasikan bahwa senyawa atau kelompok senyawa yang berkontribusi terhadap aktivitas antibakteri Spirulina kemungkinan memiliki karakteristik kelarutan yang lebih sesuai dengan pelarut organik tertentu. Pada penelitian tersebut, ekstrak yang menunjukkan aktivitas terhadap bakteri uji memiliki nilai MIC sekitar 100–150 µg/mL, sedangkan ekstrak etanol dilaporkan menghasilkan zona hambat sekitar 15,66 mm terhadap A. hydrophila. Dengan demikian, hasil tersebut memberikan bukti bahwa komponen bioaktif S. platensis memiliki kemampuan untuk menghambat pertumbuhan A. hydrophila secara in vitro.

 

Temuan tersebut dapat diringkas sebagaimana ditampilkan pada Tabel 1. Secara umum, organisme target dalam penelitian adalah A. hydrophila, sedangkan bahan uji berupa S. platensis dalam bentuk ekstrak kasar. Aktivitas paling menonjol ditemukan pada ekstrak etanol, dengan metode penentuan MIC menggunakan tube dilution. Nilai MIC yang dilaporkan berada pada kisaran sekitar 100–150 µg/mL, sementara ekstrak air tidak menunjukkan aktivitas antibakteri yang berarti pada kondisi pengujian yang digunakan. Adanya zona hambat sekitar 15,66 mm pada ekstrak etanol semakin memperkuat indikasi bahwa S. platensis mengandung komponen yang mempunyai aktivitas penghambatan terhadap A. hydrophila. Namun demikian, perbedaan metode ekstraksi, komposisi bahan aktif, konsentrasi ekstrak, strain bakteri, serta kondisi pengujian perlu dipertimbangkan ketika membandingkan hasil tersebut dengan penelitian lainnya.

 

Tabel 1. Ringkasan bukti aktivitas antibakteri Spirulina platensis terhadap Aeromonas hydrophila

Parameter	Temuan pustaka
Organisme target	Aeromonas hydrophila
Bahan uji	Spirulina platensis
Bentuk bahan	Ekstrak kasar
Pelarut dengan aktivitas tertinggi	Etanol
Metode penentuan MIC	Tube dilution
MIC ekstrak aktif	±100–150 µg/mL
Aktivitas ekstrak air	Tidak menunjukkan aktivitas yang berarti
Zona hambat ekstrak etanol	±15,66 mm
Interpretasi	Aktivitas antibakteri S. platensis terhadap A. hydrophila terdeteksi secara in vitro

 

Meskipun demikian, hasil penelitian tersebut perlu diinterpretasikan secara hati-hati dalam konteks pengembangan nanospirulina. Nilai MIC sekitar 100–150 µg/mL yang dilaporkan oleh Pradhan et al. (2012) merupakan MIC dari ekstrak S. platensis dalam kondisi pengujian yang digunakan pada penelitian tersebut, sehingga tidak dapat secara langsung dinyatakan sebagai MIC nanospirulina. Nanospirulina memiliki karakteristik fisikokimia yang berbeda dari ekstrak konvensional, terutama berkaitan dengan ukuran partikel, luas permukaan, distribusi ukuran, dispersi dalam medium, dan kemungkinan perubahan ketersediaan komponen bioaktif. Oleh karena itu, diperlukan pengujian khusus untuk menentukan MIC dan MBC nanospirulina terhadap A. hydrophila dengan metode yang terstandar.

 

Dengan demikian, penelitian Pradhan et al. (2012) dapat diposisikan sebagai bukti dasar (baseline evidence) yang mendukung hipotesis bahwa S. platensis memiliki aktivitas antibakteri terhadap A. hydrophila. Temuan tersebut sekaligus memberikan rasional ilmiah untuk mengeksplorasi apakah rekayasa bahan dalam skala nano dapat menghasilkan aktivitas antibakteri yang lebih efektif atau meningkatkan ketersediaan komponen bioaktif dibandingkan dengan ekstrak atau biomassa konvensional. Pertanyaan tersebut menjadi penting karena peningkatan aktivitas antibakteri nanospirulina tidak boleh diasumsikan hanya berdasarkan pengecilan ukuran partikel, tetapi harus dibuktikan melalui pengujian eksperimental yang membandingkan MIC, MBC, zona hambat, kinetika pertumbuhan bakteri, serta karakteristik fisikokimia bahan secara langsung.

 

3.3. Bukti aktivitas fraksi Arthrospira yang lebih kuat

 

Kajian mengenai aktivitas antimikroba Arthrospira menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri tidak selalu terdistribusi secara merata pada seluruh biomassa atau ekstrak kasar. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa fraksinasi bahan Arthrospira platensis dapat menghasilkan fraksi tertentu dengan aktivitas antibakteri yang lebih kuat dibandingkan bahan atau ekstrak yang belum difraksinasi. Temuan tersebut mengindikasikan bahwa aktivitas antibakteri Arthrospira kemungkinan lebih banyak berkaitan dengan kelompok senyawa bioaktif tertentu yang dapat diperkaya melalui proses ekstraksi dan fraksinasi. Dengan demikian, pendekatan fraksinasi menjadi penting untuk mengidentifikasi komponen yang bertanggung jawab terhadap aktivitas penghambatan maupun aktivitas bakterisidal terhadap bakteri patogen ikan.

 

Salah satu penelitian yang dirangkum dalam kajian aktivitas antimikroba Arthrospira menggunakan fraksi larut aseton (acetone-soluble fraction, ASF) yang diperoleh dari A. platensis. Fraksi tersebut selanjutnya diuji terhadap sejumlah bakteri patogen yang berkaitan dengan penyakit pada ikan, yaitu Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Edwardsiella tarda, Micrococcus luteus, Vibrio parahaemolyticus, dan Vibrio alginolyticus. Pengujian terhadap berbagai spesies bakteri tersebut memberikan gambaran mengenai spektrum aktivitas antibakteri ASF sekaligus memungkinkan perbandingan sensitivitas antarpatogen. Hasil yang dilaporkan menunjukkan bahwa nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC) ASF berada pada kisaran sekitar 1,9–15 µg/mL, sedangkan nilai Minimum Bactericidal Concentration (MBC) berada pada kisaran sekitar 7,8–250 µg/mL. Dalam penelitian tersebut, E. tarda dilaporkan sebagai salah satu patogen yang paling sensitif terhadap ASF.

 

Nilai MIC yang relatif rendah pada fraksi ASF memberikan indikasi bahwa proses pemisahan atau pemekatan komponen tertentu dari A. platensis dapat meningkatkan aktivitas antibakteri secara substansial dibandingkan dengan penggunaan ekstrak kasar. Secara konseptual, temuan tersebut menunjukkan bahwa efektivitas antibakteri tidak hanya ditentukan oleh jumlah biomassa Spirulina/Arthrospira yang digunakan, tetapi juga oleh komposisi kimia, jenis senyawa aktif, metode ekstraksi, dan tingkat pemurnian atau pengayaan fraksi. Perbedaan sensitivitas antarspesies bakteri juga menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri bersifat spesifik terhadap karakteristik target, sehingga nilai MIC suatu fraksi tidak dapat digeneralisasikan secara langsung untuk seluruh bakteri patogen ikan.

 

Temuan mengenai ASF tersebut memiliki arti penting bagi pengembangan nanospirulina karena memberikan bukti pendukung mengenai potensi pengayaan komponen bioaktif Arthrospira. Namun demikian, interpretasi hasil harus dilakukan secara hati-hati. ASF merupakan fraksi kimia yang diperoleh melalui proses ekstraksi menggunakan aseton, sedangkan nanospirulina merupakan bahan Spirulina/Arthrospira yang mengalami rekayasa ukuran partikel hingga skala nano. Kedua bahan tersebut memiliki karakteristik fisikokimia, komposisi, dan mekanisme kerja yang tidak dapat dianggap identik. Oleh sebab itu, nilai MIC dan MBC yang diperoleh dari ASF tidak dapat digunakan secara langsung sebagai nilai MIC atau MBC nanospirulina.

 

Dengan demikian, MIC sebesar 1,9–15 µg/mL harus dinyatakan secara spesifik sebagai MIC fraksi larut aseton (acetone-soluble fraction) dari A. platensis, bukan sebagai MIC nanospirulina. Demikian pula, kisaran MBC 7,8–250 µg/mL merupakan nilai untuk fraksi tersebut dalam kondisi pengujian yang dilaporkan. Pembedaan terminologi ini penting untuk menjaga validitas interpretasi dan mencegah overclaim dalam manuskrip. Dalam konteks kajian ini, hasil penelitian ASF sebaiknya ditempatkan sebagai bukti tidak langsung atau bukti pendukung yang menunjukkan bahwa komponen bioaktif tertentu dari Arthrospira dapat memiliki aktivitas antibakteri yang kuat, sementara efektivitas spesifik nanospirulina terhadap A. hydrophila tetap harus ditentukan melalui pengujian eksperimental secara langsung.

 

Secara keseluruhan, bukti tersebut memperkuat rasional ilmiah bahwa pengembangan nanospirulina sebaiknya tidak hanya berorientasi pada pengecilan ukuran partikel, tetapi juga mempertimbangkan jenis bahan awal, metode ekstraksi, komposisi senyawa aktif, karakterisasi nanopartikel, dan ketersediaan hayati komponen antibakteri. Oleh karena itu, penelitian selanjutnya perlu membandingkan secara langsung aktivitas biomassa atau ekstrak konvensional dengan nanospirulina, termasuk melalui penentuan MIC dan MBC terhadap strain A. hydrophila yang sama dan dalam kondisi pengujian yang terstandar. Pendekatan tersebut akan memungkinkan peneliti menentukan apakah karakteristik nano benar-benar memberikan peningkatan aktivitas antibakteri atau apakah efek yang lebih kuat terutama disebabkan oleh pengayaan komponen bioaktif selama proses preparasi.

 

3.4. Bukti kerusakan sel A. hydrophila

 

Bukti mengenai kemungkinan mekanisme antibakteri Arthrospira terhadap Aeromonas hydrophila tidak hanya ditunjukkan melalui pengukuran kemampuan menghambat pertumbuhan bakteri, tetapi juga diperkuat oleh pengamatan terhadap perubahan struktur permukaan sel. Salah satu pendekatan yang digunakan untuk mengevaluasi perubahan tersebut adalah atomic force microscopy (AFM), yang memungkinkan pengamatan karakteristik permukaan sel bakteri pada kondisi sebelum dan setelah paparan bahan antibakteri. Pengamatan morfologi sel memberikan informasi penting karena aktivitas antibakteri dapat melibatkan perubahan integritas dinding atau membran sel yang pada akhirnya mengganggu fungsi fisiologis dan mempertahankan viabilitas bakteri.

 

Setelah A. hydrophila dipaparkan pada fraksi aktif A. platensis, khususnya fraksi larut aseton (acetone-soluble fraction, ASF), terjadi perubahan nyata pada struktur permukaan sel. Pada tahap awal paparan, yaitu setelah sekitar satu jam, permukaan sel mulai menunjukkan perubahan berupa pembentukan pori, lubang, dan alur atau lekukan pada permukaan sel. Perubahan morfologi tersebut menunjukkan adanya gangguan terhadap integritas struktur sel bakteri. Seiring dengan bertambahnya waktu paparan, kerusakan permukaan menjadi semakin nyata dan diikuti oleh peningkatan permeabilitas sel. Kondisi tersebut pada akhirnya dapat menyebabkan hilangnya integritas membran, kebocoran komponen intraseluler, perubahan keseimbangan osmotik, dan penurunan kemampuan sel untuk mempertahankan fungsi fisiologisnya.

 

Paparan yang berlangsung lebih lama dilaporkan menyebabkan kerusakan struktural yang semakin berat hingga terjadi perubahan bentuk dan kolapsnya sel bakteri. Dengan demikian, pengamatan mikroskopis tersebut memberikan dukungan morfologis terhadap dugaan bahwa fraksi aktif A. platensis dapat bekerja secara langsung pada struktur permukaan A. hydrophila. Kerusakan dinding dan/atau membran sel yang berkembang secara progresif dari pembentukan pori hingga disintegrasi sel menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri Arthrospira berpotensi melibatkan mekanisme yang bersifat membranolitik atau merusak integritas sel, meskipun mekanisme molekuler spesifik dari komponen aktifnya masih memerlukan penelitian lebih lanjut.

 

Temuan tersebut penting karena memperluas pemahaman mengenai aktivitas biologis Spirulina/Arthrospira terhadap bakteri patogen ikan. Aktivitasnya tidak semata-mata berpotensi berkaitan dengan efek nutrisi atau imunomodulator/imunostimulator pada ikan, tetapi juga dapat melibatkan efek antibakteri langsung terhadap sel patogen. Dalam konteks A. hydrophila, kerusakan struktur permukaan sel dapat menjadi salah satu tahapan penting yang menjelaskan terjadinya penghambatan pertumbuhan dan, pada konsentrasi tertentu, kemungkinan efek bakterisidal.

 

Namun demikian, bukti kerusakan sel yang diperoleh dari paparan ASF perlu dibedakan secara tegas dari bukti mengenai nanospirulina. ASF merupakan fraksi aktif hasil ekstraksi A. platensis, bukan nanospirulina, sehingga perubahan morfologi A. hydrophila yang diamati pada penelitian tersebut tidak dapat secara langsung digunakan untuk menyatakan bahwa nanospirulina memiliki mekanisme kerusakan sel yang sama. Meskipun demikian, temuan tersebut memberikan dasar mekanistik yang relevan untuk mengembangkan hipotesis bahwa nanospirulina, apabila mampu mempertahankan atau meningkatkan ketersediaan komponen bioaktif yang bertanggung jawab terhadap aktivitas tersebut, berpotensi menghasilkan gangguan serupa terhadap integritas sel A. hydrophila. Hipotesis ini selanjutnya perlu diverifikasi melalui penelitian eksperimental yang mengombinasikan pengukuran MIC dan MBC dengan analisis morfologi, permeabilitas membran, kebocoran komponen intraseluler, serta perubahan ultrastruktur bakteri.

 

Dengan demikian, rangkaian bukti dari aktivitas penghambatan pertumbuhan, nilai MIC/MBC, hingga perubahan morfologi dan integritas sel memberikan kerangka yang lebih komprehensif untuk memahami potensi antibakteri Arthrospira terhadap A. hydrophila. Dalam kajian nanospirulina, kerangka tersebut dapat digunakan sebagai dasar untuk merumuskan hipotesis bahwa peningkatan luas permukaan dan perubahan karakteristik fisikokimia pada skala nano dapat memengaruhi interaksi antara bahan bioaktif dan permukaan sel bakteri. Akan tetapi, peningkatan efektivitas tersebut tetap harus dibuktikan secara empiris dan tidak dapat diasumsikan hanya berdasarkan ukuran partikel yang lebih kecil.

 

3.5. Potensi komponen bioaktif Spirulina

 

Aktivitas antibakteri Spirulina/Arthrospira kemungkinan merupakan hasil interaksi berbagai komponen bioaktif dan tidak semata-mata berasal dari satu senyawa tertentu. Biomassa Spirulina diketahui mengandung beragam senyawa dan makromolekul yang memiliki potensi aktivitas biologis, antara lain fikosianin, polisakarida, lipid, pigmen, senyawa fenolik, peptida, protein bioaktif, serta berbagai metabolit sekunder lainnya. Komponen-komponen tersebut dapat memiliki aktivitas biologis yang berbeda, baik secara individual maupun melalui interaksi atau efek sinergis di antara beberapa kelompok senyawa. Dalam konteks aktivitas antibakteri, keberadaan komponen bioaktif tersebut dapat memengaruhi berbagai target pada sel bakteri, termasuk integritas dinding dan membran sel, permeabilitas membran, proses metabolisme, maupun sistem yang berkaitan dengan pertumbuhan dan kelangsungan hidup bakteri.

 

Komposisi dan aktivitas biologis Spirulina/Arthrospira juga sangat dipengaruhi oleh bentuk bahan dan metode preparasinya. Biomassa utuh, ekstrak kasar, fraksi organik, maupun komponen yang telah dimurnikan tidak selalu menunjukkan tingkat aktivitas antibakteri yang sama. Proses ekstraksi dan fraksinasi dapat menyebabkan senyawa tertentu menjadi lebih terkonsentrasi, sementara senyawa lain dapat berkurang atau bahkan hilang. Perbedaan polaritas pelarut, kondisi ekstraksi, suhu, waktu, serta karakteristik bahan awal dapat menentukan jenis dan jumlah komponen bioaktif yang berhasil diperoleh. Oleh karena itu, perbedaan aktivitas antibakteri yang ditemukan antarpenelitian tidak dapat selalu dikaitkan dengan perbedaan konsentrasi Spirulina semata, tetapi juga perlu dipahami dalam konteks komposisi kimia dan karakteristik bahan uji yang digunakan.

 

Kajian mengenai aktivitas antimikroba Arthrospira memperlihatkan bahwa aktivitas antibakteri dapat berbeda secara nyata antara biomassa, ekstrak kasar, fraksi organik, dan senyawa atau komponen yang telah dimurnikan. Fenomena tersebut menunjukkan bahwa proses pengayaan komponen bioaktif tertentu dapat menghasilkan aktivitas antibakteri yang lebih kuat dibandingkan bahan yang belum mengalami fraksinasi. Dalam konteks A. hydrophila, temuan tersebut menjadi penting karena nilai MIC atau MBC suatu ekstrak atau fraksi tidak dapat secara langsung dianggap mewakili aktivitas seluruh biomassa Spirulina, apalagi digunakan untuk menyatakan efektivitas nanospirulina. Setiap bentuk bahan perlu diperlakukan sebagai entitas uji yang memiliki karakteristik fisikokimia dan komposisi bioaktif tersendiri.

 

Implikasinya terhadap pengembangan nanospirulina sangat penting. Pengecilan ukuran partikel hingga skala nano memang berpotensi mengubah luas permukaan, dispersibilitas, stabilitas, dan interaksi bahan dengan lingkungan biologis, tetapi ukuran partikel bukan satu-satunya faktor yang menentukan aktivitas antibakteri. Efektivitas nanospirulina kemungkinan juga dipengaruhi oleh kandungan dan proporsi komponen bioaktif, metode preparasi, tingkat kemurnian, stabilitas senyawa aktif, karakteristik permukaan partikel, serta kemampuan komponen tersebut berinteraksi dengan sel bakteri. Oleh sebab itu, pengembangan nanospirulina sebaiknya dilakukan melalui pendekatan yang mengintegrasikan karakterisasi ukuran partikel dengan standardisasi komposisi bahan aktif dan parameter mutu kimia.

 

Dengan demikian, standardisasi nanospirulina idealnya tidak berhenti pada parameter fisik seperti ukuran partikel dan distribusi ukuran, tetapi juga mencakup profil senyawa bioaktif atau marker compounds, kandungan protein dan pigmen utama, karakteristik ekstrak, stabilitas bahan, serta aktivitas biologisnya. Pendekatan tersebut akan memungkinkan hubungan antara karakteristik fisikokimia nanospirulina dan aktivitas antibakterinya terhadap A. hydrophila dianalisis secara lebih objektif. Pada akhirnya, keberhasilan pengembangan nanospirulina sebagai kandidat antibakteri tidak hanya ditentukan oleh seberapa kecil ukuran partikelnya, tetapi oleh kemampuan menghasilkan sediaan yang terstandar, stabil, memiliki kandungan bioaktif yang konsisten, dan menunjukkan aktivitas antibakteri yang dapat direproduksi.

 

3.6. Apakah nanospirulina sudah terbukti mempunyai MIC terhadap A. hydrophila?

 

Berdasarkan literatur yang ditelaah dalam kajian ini, belum tersedia bukti eksperimental yang memadai untuk menetapkan nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC) nanospirulina terhadap Aeromonas hydrophila secara spesifik. Beberapa penelitian memang telah mengeksplorasi penggunaan Arthrospira/Spirulina dalam bentuk nano dan menunjukkan adanya potensi biologis pada organisme akuatik. Namun, keberadaan penelitian mengenai bentuk nano Arthrospira tidak secara otomatis berarti bahwa nilai MIC terhadap A. hydrophila telah ditentukan. Penetapan MIC memerlukan pengujian antibakteri in vitro secara langsung terhadap bakteri target dengan menggunakan konsentrasi bahan yang terukur dan metode yang sesuai untuk menentukan konsentrasi terendah yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri.

 

Salah satu penelitian yang relevan adalah penelitian Mabrouk et al. (2022) yang mengevaluasi penggunaan nanopartikel Arthrospira platensis pada ikan nila. Penelitian tersebut mengamati berbagai parameter biologis, antara lain pertumbuhan, status antioksidan, respons imunologis, serta resistensi ikan terhadap tantangan infeksi A. hydrophila. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian bentuk nano Arthrospira memiliki potensi sebagai bahan fungsional dalam sistem akuakultur, khususnya dalam mendukung kondisi fisiologis, respons pertahanan, dan kemampuan ikan menghadapi infeksi. Temuan tersebut penting karena memberikan bukti bahwa bentuk nano Arthrospira dapat memiliki manfaat biologis pada tingkat inang. Namun, penelitian tersebut tidak dirancang sebagai uji MIC in vitro dan oleh karena itu hasilnya tidak dapat digunakan untuk menetapkan konsentrasi MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila.

 

Perbedaan antara kedua jenis bukti tersebut perlu ditegaskan karena MIC dan resistensi ikan terhadap infeksi merupakan parameter yang mengukur fenomena biologis yang berbeda. MIC menggambarkan aktivitas penghambatan pertumbuhan bakteri secara langsung, sedangkan peningkatan resistensi ikan terhadap A. hydrophila dapat merupakan hasil interaksi yang lebih kompleks antara bahan fungsional, sistem imun, kondisi fisiologis ikan, mikrobiota, dan patogen. Dengan demikian, suatu perlakuan dapat meningkatkan ketahanan ikan terhadap infeksi tanpa harus memiliki aktivitas antibakteri langsung pada konsentrasi yang sama. Sebaliknya, suatu bahan dapat menunjukkan aktivitas antibakteri in vitro tetapi belum tentu memberikan perlindungan yang sama ketika diaplikasikan pada ikan.

 

Bukti lain mengenai nanopartikel berbasis Spirulina atau sianobakteri juga menunjukkan adanya berbagai aktivitas biologis, termasuk aktivitas antimikroba. Akan tetapi, hasil tersebut tidak dapat secara langsung digeneralisasikan sebagai MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila. Aktivitas antimikroba nanopartikel sangat dipengaruhi oleh jenis bahan, ukuran dan morfologi partikel, komposisi kimia, metode sintesis atau preparasi, karakteristik permukaan, konsentrasi, serta spesies atau strain mikroorganisme yang diuji. Oleh karena itu, hasil penelitian terhadap organisme target yang berbeda, jenis nanopartikel yang berbeda, atau formulasi Spirulina yang berbeda harus dipandang sebagai bukti pendukung, bukan sebagai bukti langsung mengenai MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila.

 

Dalam konteks kajian ini, nilai MIC sekitar 100–150 µg/mL dari ekstrak S. platensis dan nilai MIC 1,9–15 µg/mL dari fraksi larut aseton A. platensis dapat digunakan sebagai bukti dasar untuk membangun hipotesis, tetapi tidak dapat dipindahkan secara langsung kepada nanospirulina. Kedua nilai tersebut diperoleh dari bahan dengan karakteristik yang berbeda, yaitu ekstrak atau fraksi kimia, sedangkan nanospirulina merupakan material berbasis Spirulina/Arthrospira dengan karakteristik ukuran dan permukaan pada skala nano. Perbedaan tersebut dapat memengaruhi dispersibilitas, luas permukaan efektif, interaksi dengan sel bakteri, stabilitas komponen aktif, dan pada akhirnya aktivitas antibakteri.

 

Dengan demikian, kesimpulan ilmiah yang paling tepat berdasarkan literatur yang ditelaah adalah bahwa belum tersedia dasar pustaka yang cukup untuk menetapkan satu nilai MIC spesifik nanospirulina terhadap A. hydrophila. Nilai MIC yang telah dilaporkan dalam literatur terutama berasal dari ekstrak atau fraksi Spirulina/Arthrospira, sedangkan bukti mengenai bentuk nano lebih banyak menunjukkan potensi biologis pada tingkat inang atau aktivitas terhadap target mikroorganisme lain. Oleh karena itu, nilai-nilai MIC tersebut sebaiknya diposisikan sebagai referensi awal atau dasar hipotesis, bukan sebagai nilai MIC nanospirulina.

 

Kondisi tersebut justru menunjukkan adanya kesenjangan penelitian (research gap) yang jelas. Penelitian selanjutnya perlu melakukan pengujian langsung nanospirulina terhadap A. hydrophila menggunakan metode penentuan MIC dan MBC yang terstandar, disertai karakterisasi ukuran partikel, distribusi ukuran, komposisi bahan aktif, dan stabilitas formulasi. Dengan desain tersebut, dapat ditentukan secara empiris apakah nanospirulina benar-benar memiliki aktivitas antibakteri langsung terhadap A. hydrophila dan apakah karakteristik nano memberikan peningkatan aktivitas dibandingkan Spirulina/Arthrospira dalam bentuk konvensional. Dengan kata lain, MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila merupakan parameter yang masih perlu dibuktikan secara eksperimental, bukan nilai yang dapat disimpulkan dari penelitian terdahulu secara tidak langsung.

 

3.7. Nanospirulina dan resistensi ikan terhadap A. hydrophila

 

Meskipun bukti mengenai nilai MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila secara langsung masih terbatas, hasil penelitian in vivo memberikan indikasi bahwa bentuk nano Spirulina/Arthrospira memiliki potensi biologis yang lebih luas daripada sekadar aktivitas antibakteri langsung. Mabrouk et al. (2022), misalnya, melaporkan bahwa pemberian nanopartikel Arthrospira platensis pada ikan nila berkaitan dengan peningkatan performa pertumbuhan, status antioksidan, dan respons imunologis, serta peningkatan kemampuan ikan dalam menghadapi tantangan infeksi A. hydrophila. Temuan tersebut menunjukkan bahwa manfaat bentuk nano Arthrospira kemungkinan melibatkan interaksi yang kompleks antara bahan fungsional dan sistem pertahanan ikan, sehingga efek perlindungan terhadap infeksi tidak dapat semata-mata dijelaskan berdasarkan kemampuan menghambat pertumbuhan bakteri secara langsung.

 

Dalam konteks infeksi A. hydrophila, kemampuan ikan untuk bertahan hidup dan mempertahankan kondisi fisiologisnya sangat dipengaruhi oleh efektivitas sistem pertahanan bawaan maupun adaptif. Oleh karena itu, peningkatan aktivitas antioksidan dan respons imun setelah pemberian Arthrospira dapat berkontribusi terhadap peningkatan kemampuan ikan dalam menghadapi tekanan infeksi. Mekanisme tersebut berbeda secara konseptual dari aktivitas antibakteri in vitro, karena bahan tidak harus membunuh atau menghambat bakteri secara langsung untuk menghasilkan efek protektif pada ikan. Bahan fungsional dapat meningkatkan kesiapan sistem pertahanan inang, memperbaiki status fisiologis, mengurangi dampak stres oksidatif, atau memperkuat respons terhadap invasi patogen. Dengan demikian, hasil penelitian in vivo perlu dipandang sebagai bukti mengenai potensi peningkatan resistensi atau ketahanan inang, bukan sebagai bukti langsung mengenai nilai MIC nanospirulina.

 

Fenomena serupa juga telah dilaporkan pada penggunaan Spirulina dalam bentuk non-nano. Suplementasi Spirulina dalam pakan ikan dapat memberikan efek fisiologis dan imunologis yang berpotensi meningkatkan kemampuan ikan menghadapi paparan patogen. Pada ikan gibel carp, misalnya, suplementasi A. platensis dilaporkan berkaitan dengan peningkatan respons imun dan ketahanan ikan terhadap tantangan A. hydrophila. Temuan tersebut memperkuat dugaan bahwa Spirulina dapat berfungsi sebagai bahan fungsional yang mendukung kapasitas pertahanan ikan, meskipun mekanisme dan besarnya efek dapat dipengaruhi oleh dosis, bentuk sediaan, komposisi bahan aktif, lama pemberian, kondisi ikan, serta kondisi lingkungan pemeliharaan.

 

Jika dikaitkan dengan keseluruhan bukti yang tersedia, mekanisme potensial Spirulina/Arthrospira dalam membantu pengendalian infeksi A. hydrophila dapat dipahami melalui dua jalur yang saling melengkapi. Jalur pertama merupakan efek antibakteri langsung, yaitu komponen bioaktif Spirulina/Arthrospira berinteraksi dengan sel bakteri dan berpotensi mengganggu integritas permukaan atau membran, menghambat pertumbuhan, dan pada konsentrasi tertentu menyebabkan kematian bakteri. Jalur kedua merupakan efek tidak langsung melalui modulasi respons inang, yaitu pemberian Spirulina/nanospirulina dapat mendukung kondisi fisiologis, kapasitas antioksidan, dan respons imun ikan sehingga meningkatkan kemampuan ikan dalam menghadapi infeksi.

 

Secara konseptual, hubungan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

Spirulina/nanospirulina → aktivitas antibakteri langsung → penghambatan A. hydrophila

dan

Spirulina/nanospirulina → modulasi respons imun dan antioksidan → peningkatan ketahanan ikan → peningkatan kemampuan menghadapi infeksi A. hydrophila.

 

Kedua jalur tersebut tidak harus bekerja secara terpisah. Dalam kondisi biologis yang sebenarnya, aktivitas antibakteri langsung dan peningkatan kapasitas pertahanan inang dapat berlangsung secara simultan dan saling memperkuat. Namun, berdasarkan bukti pustaka yang tersedia, keberadaan jalur antibakteri langsung pada nanospirulina terhadap A. hydrophila masih memerlukan pembuktian melalui uji in vitro yang secara khusus menentukan MIC dan MBC, sedangkan bukti in vivo lebih mendukung kemungkinan adanya efek fungsional terhadap kondisi fisiologis, respons imun, dan resistensi ikan terhadap tantangan infeksi.

 

Dengan demikian, posisi ilmiah nanospirulina dalam pengendalian A. hydrophila saat ini lebih tepat dipandang sebagai kandidat bahan fungsional multifungsi, bukan semata-mata sebagai pengganti antibakteri konvensional. Pendekatan ini penting karena keberhasilan pengendalian penyakit pada akuakultur pada dasarnya ditentukan oleh interaksi antara patogen, inang, dan lingkungan. Nanospirulina berpotensi berkontribusi pada lebih dari satu komponen interaksi tersebut, tetapi setiap mekanisme—khususnya aktivitas antibakteri langsung terhadap A. hydrophila—tetap harus dibuktikan melalui penelitian eksperimental yang spesifik dan terukur.

 

4. PEMBAHASAN

 

4.1. Potensi penurunan MIC melalui teknologi nano

 

Secara teoritis, penerapan teknologi nano pada bahan bioaktif berpotensi meningkatkan efektivitas biologis melalui perubahan karakteristik fisikokimia bahan. Pengecilan ukuran partikel dapat meningkatkan luas permukaan spesifik, mengubah karakteristik permukaan, memperbaiki kemampuan dispersi dalam medium, dan meningkatkan peluang terjadinya kontak antara bahan aktif dengan target biologis. Dalam konteks aktivitas antibakteri, karakteristik tersebut secara teoritis dapat meningkatkan interaksi nanospirulina dengan permukaan sel Aeromonas hydrophila, sehingga komponen bioaktif yang terdapat pada bahan memiliki peluang lebih besar untuk berinteraksi dengan dinding atau membran sel bakteri. Peningkatan interaksi tersebut pada kondisi tertentu dapat meningkatkan efek penghambatan pertumbuhan bakteri dan berpotensi menghasilkan nilai MIC yang lebih rendah dibandingkan bahan dalam bentuk konvensional.

 

Meskipun demikian, hubungan antara ukuran partikel dan aktivitas antibakteri tidak bersifat linear maupun universal. Ukuran partikel yang semakin kecil tidak secara otomatis menghasilkan MIC yang semakin rendah. Efek biologis suatu material nano merupakan hasil interaksi berbagai karakteristik fisikokimia dan biologis yang bekerja secara simultan. Partikel berukuran sangat kecil, misalnya, dapat memiliki luas permukaan yang lebih besar, tetapi apabila mengalami agregasi dalam media pengujian, luas permukaan efektif yang tersedia untuk berinteraksi dengan bakteri dapat menjadi jauh lebih rendah daripada yang diperkirakan berdasarkan ukuran partikelnya. Oleh karena itu, efektivitas nanospirulina harus dipahami berdasarkan karakteristik material dalam kondisi pengujian sebenarnya, bukan hanya berdasarkan ukuran nominal partikel.

 

Beberapa parameter yang berpotensi menentukan aktivitas tersebut meliputi ukuran partikel, polydispersity index (PDI), zeta potential, morfologi partikel, stabilitas dispersi, komposisi dan konsentrasi komponen bioaktif, pH medium, kekuatan ionik (ionic strength), serta karakteristik biologis bakteri target. Ukuran partikel dan PDI memberikan gambaran mengenai dimensi serta keseragaman distribusi partikel, sedangkan zeta potential berkaitan dengan karakteristik muatan permukaan dan kestabilan dispersi. Morfologi serta sifat permukaan partikel dapat memengaruhi pola kontak dengan sel bakteri. Pada saat yang sama, komposisi bahan aktif tetap merupakan faktor fundamental karena ukuran nano tidak akan menghasilkan aktivitas antibakteri yang optimal apabila kandungan senyawa aktifnya rendah atau tidak tersedia dalam bentuk yang efektif secara biologis.

 

Kondisi lingkungan pengujian juga dapat mengubah perilaku nanospirulina. pH dan kekuatan ionik medium dapat memengaruhi muatan permukaan, stabilitas koloid, kecenderungan agregasi, serta interaksi elektrostatik antara partikel dan permukaan sel bakteri. Selain itu, karakteristik A. hydrophila, termasuk struktur permukaan sel, komposisi membran, kondisi fisiologis, dan fase pertumbuhan, dapat menentukan tingkat sensitivitasnya terhadap bahan antibakteri. Dengan demikian, dua formulasi nanospirulina dengan ukuran partikel yang serupa belum tentu menunjukkan aktivitas antibakteri yang sama apabila memiliki karakteristik permukaan, komposisi bioaktif, atau stabilitas dispersi yang berbeda.

 

Dalam konteks penentuan MIC, kondisi tersebut mempunyai implikasi metodologis yang penting. MIC merupakan parameter hasil eksperimen, bukan parameter yang dapat diprediksi hanya dari ukuran nanopartikel. Oleh karena itu, dugaan bahwa nanospirulina akan memiliki MIC lebih rendah daripada ekstrak atau Spirulina konvensional harus diperlakukan sebagai hipotesis yang perlu diuji. Pengujian sebaiknya dilakukan dengan metode yang terstandar dan menggunakan kondisi yang memungkinkan perbandingan yang valid, termasuk konsentrasi bahan yang terukur, strain A. hydrophila yang teridentifikasi, kontrol yang sesuai, replikasi biologis, serta karakterisasi nanospirulina sebelum dan selama pengujian.

 

Dengan demikian, teknologi nano dapat dipandang sebagai strategi untuk meningkatkan kemungkinan efektivitas bahan bioaktif, tetapi bukan sebagai jaminan bahwa MIC akan menurun. Hubungan yang lebih tepat secara konseptual adalah bahwa karakteristik nano dapat memengaruhi ketersediaan dan interaksi bahan aktif dengan target biologis, yang selanjutnya dapat memengaruhi aktivitas antibakteri dan nilai MIC. Karena itu, penelitian nanospirulina terhadap A. hydrophila idealnya tidak hanya melaporkan nilai MIC, tetapi juga menghubungkannya dengan ukuran partikel, PDI, zeta potential, morfologi, stabilitas dispersi, dan kandungan senyawa bioaktif. Pendekatan tersebut akan memungkinkan hubungan antara karakteristik nanospirulina dan aktivitas antibakteri dipahami secara lebih mekanistik dan dapat direproduksi.

 

Dengan kata lain, hipotesis penelitian yang lebih tepat bukan “semakin kecil partikel maka semakin rendah MIC”, melainkan “karakteristik nano tertentu dapat meningkatkan interaksi bahan aktif dengan A. hydrophila dan, apabila kondisi tersebut menghasilkan peningkatan aktivitas antibakteri, dapat tercermin dalam penurunan MIC.” Formulasi hipotesis seperti ini lebih konsisten dengan prinsip ilmiah dan sekaligus memberikan ruang untuk membuktikan apakah efek nano benar-benar memberikan keunggulan dibandingkan Spirulina/Arthrospira dalam bentuk konvensional.

 

4.2. Perbandingan nilai MIC berdasarkan bentuk bahan

 

Berdasarkan pustaka yang tersedia, aktivitas antibakteri bahan berbasis Spirulina/Arthrospira terhadap Aeromonas hydrophila menunjukkan adanya perbedaan yang cukup nyata bergantung pada bentuk bahan yang digunakan, mulai dari ekstrak kasar, fraksi aktif, komponen bioaktif tertentu, hingga formulasi berbasis nanopartikel. Perbedaan tersebut penting diperhatikan karena bentuk bahan dapat memengaruhi konsentrasi dan ketersediaan senyawa aktif, kelarutan, stabilitas, luas permukaan, serta interaksi bahan dengan permukaan sel bakteri. Oleh karena itu, nilai MIC yang diperoleh dari penelitian dengan bentuk bahan yang berbeda tidak dapat dibandingkan secara langsung tanpa mempertimbangkan karakteristik bahan dan kondisi pengujiannya.

 

Pada ekstrak etanol Spirulina platensis, aktivitas antibakteri terhadap A. hydrophila telah dilaporkan dengan nilai MIC sekitar 100–150 µg/mL. Temuan tersebut menunjukkan bahwa komponen yang terdapat dalam ekstrak etanol S. platensis mempunyai kemampuan menghambat pertumbuhan A. hydrophila pada kisaran konsentrasi tersebut. Aktivitas yang lebih baik pada ekstrak etanol dibandingkan ekstrak berbasis air juga menunjukkan bahwa polaritas pelarut dapat menentukan jenis dan jumlah senyawa bioaktif yang berhasil diekstraksi. Dengan demikian, nilai MIC tersebut terutama mencerminkan aktivitas kombinasi senyawa yang terdapat dalam ekstrak etanol, bukan aktivitas satu senyawa tunggal.

 

Aktivitas yang lebih kuat dilaporkan pada fraksi larut aseton dari Arthrospira platensis. Fraksi tersebut menunjukkan aktivitas terhadap sejumlah patogen ikan, termasuk A. hydrophila, dengan kisaran MIC sekitar 1,9–15 µg/mL dan MBC sekitar 7,8–250 µg/mL. Nilai MIC yang lebih rendah dibandingkan ekstrak etanol menunjukkan bahwa proses fraksinasi dapat meningkatkan konsentrasi relatif komponen yang mempunyai aktivitas antibakteri. Namun demikian, perbedaan nilai tersebut tidak dapat ditafsirkan semata-mata sebagai bukti bahwa A. platensis secara intrinsik lebih poten daripada S. platensis. Perbedaan pelarut, proses ekstraksi dan fraksinasi, komposisi senyawa aktif, strain bakteri, serta metode pengujian dapat memberikan kontribusi terhadap perbedaan respons antibakteri.

 

Sementara itu, komponen bioaktif tertentu seperti fikosianin juga telah dikaji dalam kaitannya dengan aktivitas terhadap bakteri, tetapi nilai MIC spesifik terhadap A. hydrophila belum dilaporkan secara konsisten sehingga belum dapat digunakan sebagai dasar untuk menetapkan suatu nilai MIC yang representatif. Hal ini memperlihatkan bahwa aktivitas antibakteri Spirulina/Arthrospira kemungkinan merupakan hasil interaksi berbagai komponen bioaktif, bukan hanya satu molekul tertentu. Fikosianin, polisakarida, senyawa fenolik, lipid, peptida, protein bioaktif, dan pigmen lainnya dapat memberikan kontribusi yang berbeda terhadap aktivitas biologis, bergantung pada bentuk bahan dan metode preparasinya.

 

Berbeda dengan ekstrak dan fraksi tersebut, penelitian menggunakan nanopartikel A. platensis pada ikan yang ditantang A. hydrophila memberikan informasi terutama pada tingkat respons in vivo. Parameter yang diamati meliputi pertumbuhan, status antioksidan, respons imun, dan kemampuan ikan menghadapi tantangan bakteri. Oleh karena itu, hasil penelitian tersebut tidak dapat dinyatakan sebagai nilai MIC, karena MIC merupakan parameter yang ditentukan melalui pengujian antibakteri secara in vitro untuk menetapkan konsentrasi terendah suatu bahan yang mampu menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Efek nanopartikel A. platensis pada ikan lebih tepat dipahami sebagai bukti potensi biologis pada tingkat inang, yang dapat melibatkan mekanisme imunomodulator, antioksidan, perbaikan kondisi fisiologis, dan kemungkinan efek antibakteri secara langsung.

 

Dalam konteks tersebut, posisi nanospirulina menjadi sangat penting. Meskipun terdapat bukti bahwa ekstrak dan fraksi Spirulina/Arthrospira memiliki aktivitas terhadap A. hydrophila, serta terdapat bukti in vivo mengenai potensi formulasi nano dalam meningkatkan respons ikan terhadap tantangan bakteri, literatur yang tersedia belum memberikan dasar yang memadai untuk menetapkan nilai MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila. Dengan demikian, nilai MIC sebesar 100–150 µg/mL pada ekstrak etanol maupun 1,9–15 µg/mL pada fraksi larut aseton tidak boleh ditulis sebagai MIC nanospirulina. Kedua nilai tersebut hanya dapat digunakan sebagai bukti pendukung atau baseline untuk merumuskan hipotesis bahwa formulasi nano mungkin menghasilkan aktivitas antibakteri yang berbeda dari bahan konvensional. Secara konseptual, perbandingan bukti tersebut dapat dirangkum sebagaimana ditampilkan pada Tabel 2.

 

Tabel 2. Perbandingan Aktivitas Antibakteri Bahan Berbasis Spirulina/Arthrospira

Bentuk bahan	Target	Nilai MIC	Interpretasi
Ekstrak etanol S. platensis	A. hydrophila	±100–150 µg/mL	Menunjukkan aktivitas antibakteri ekstrak
Fraksi larut aseton A. platensis	Patogen ikan, termasuk A. hydrophila	1,9–15 µg/mL	Aktivitas antibakteri lebih kuat; kemungkinan terkait pengayaan komponen aktif melalui fraksinasi
Fikosianin	A. hydrophila	Belum dilaporkan secara konsisten	Potensi aktivitas biologis ada, tetapi belum cukup untuk menetapkan MIC yang representatif
Nanopartikel A. platensis	Ikan yang ditantang A. hydrophila	Tidak merupakan MIC	Menunjukkan efek in vivo, termasuk respons imun dan fisiologis
Nanospirulina	A. hydrophila	Belum ditetapkan	Memerlukan pengujian MIC/MBC secara langsung dan terstandar

 

Perbandingan tersebut menunjukkan adanya gap penelitian yang jelas, yaitu belum tersedianya nilai MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila yang diperoleh melalui pengujian in vitro dengan metode yang terstandar dan karakteristik nanomaterial yang terdokumentasi secara memadai. Gap ini menjadi semakin penting karena efek antibakteri suatu bahan nano tidak hanya ditentukan oleh keberadaan senyawa bioaktif, tetapi juga oleh karakteristik fisikokimia formulasi, seperti ukuran partikel, distribusi ukuran atau polydispersity index (PDI), muatan permukaan atau zeta potential, morfologi, stabilitas dispersi, serta kandungan dan ketersediaan senyawa aktif.

 

Oleh karena itu, penelitian selanjutnya perlu dirancang secara langsung untuk menentukan MIC dan MBC nanospirulina terhadap A. hydrophila dengan menggunakan strain bakteri yang teridentifikasi dengan baik, kontrol positif dan negatif yang sesuai, replikasi biologis yang memadai, serta metode pengujian yang memungkinkan perbandingan antarperlakuan. Idealnya, nanospirulina dibandingkan secara paralel dengan biomassa Spirulina/Arthrospira konvensional, ekstrak, atau fraksi aktifnya sehingga dapat diketahui apakah proses nanoformulasi benar-benar meningkatkan aktivitas antibakteri. Hasil MIC dan MBC selanjutnya perlu dihubungkan dengan karakteristik nanopartikel dan kandungan bioaktifnya untuk menjelaskan hubungan antara sifat fisikokimia formulasi dan aktivitas biologis.

 

Dengan pendekatan tersebut, penelitian tidak hanya menghasilkan angka MIC, tetapi juga dapat menjawab pertanyaan yang lebih mendasar, yaitu apakah nanoformulasi Spirulina/Arthrospira mampu meningkatkan efektivitas antibakteri terhadap A. hydrophila dibandingkan bentuk konvensionalnya. Hal ini akan memberikan dasar ilmiah yang lebih kuat untuk menilai prospek nanospirulina sebagai kandidat bahan fungsional dalam pengendalian penyakit bakterial pada akuakultur.

 

4.3. Hipotesis ilmiah

 

Berdasarkan hasil sintesis literatur, dapat dirumuskan hipotesis bahwa nanospirulina memiliki potensi aktivitas antibakteri terhadap Aeromonas hydrophila dan dapat menunjukkan nilai minimum inhibitory concentration (MIC) yang lebih rendah dibandingkan biomassa atau ekstrak kasar Spirulina/Arthrospira. Potensi tersebut secara teoritis dapat berkaitan dengan karakteristik nanoformulasi yang menghasilkan ukuran partikel lebih kecil, luas permukaan spesifik yang lebih besar, peningkatan kemampuan dispersi, serta kemungkinan peningkatan kontak dan interaksi antara komponen bioaktif dengan permukaan sel bakteri. Kondisi tersebut secara konseptual dapat meningkatkan ketersediaan komponen aktif pada lokasi target dan, apabila benar-benar meningkatkan efektivitas antibakteri, tercermin dalam konsentrasi bahan yang lebih rendah untuk menghambat pertumbuhan A. hydrophila.

 

Namun demikian, hubungan antara karakteristik nano dan penurunan MIC tidak bersifat otomatis maupun linear. Efektivitas nanospirulina dapat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi partikel, polydispersity index (PDI), zeta potential, morfologi, stabilitas dispersi, komposisi serta konsentrasi senyawa bioaktif, dan kondisi lingkungan pengujian. Agregasi partikel, misalnya, dapat mengurangi luas permukaan efektif dan membatasi interaksi dengan sel bakteri meskipun ukuran partikel awal berada pada skala nano. Demikian pula, perubahan pH, kekuatan ionik media, serta karakteristik permukaan sel A. hydrophila dapat memengaruhi stabilitas dan interaksi nanospirulina dengan bakteri. Oleh sebab itu, hipotesis bahwa nanoformulasi menghasilkan MIC yang lebih rendah perlu dipandang sebagai dugaan ilmiah yang didasarkan pada mekanisme yang masuk akal, bukan sebagai konsekuensi yang pasti dari pengecilan ukuran partikel.

 

Dengan demikian, hipotesis utama yang dapat diuji secara eksperimental adalah bahwa nanospirulina, pada karakteristik fisikokimia dan kandungan bioaktif tertentu, mampu menghambat pertumbuhan A. hydrophila pada konsentrasi yang lebih rendah dibandingkan bentuk Spirulina/Arthrospira non-nano yang setara. Pengujian hipotesis tersebut perlu dilakukan melalui penentuan MIC dan minimum bactericidal concentration (MBC) secara in vitro dengan metode yang terstandar, disertai karakterisasi ukuran partikel, PDI, zeta potential, stabilitas dispersi, serta kandungan komponen bioaktif. Perbandingan langsung antara nanospirulina dan bahan konvensional dalam kondisi pengujian yang sama akan menjadi pendekatan yang paling tepat untuk menentukan apakah nanoformulasi benar-benar memberikan peningkatan aktivitas antibakteri terhadap A. hydrophila.

 

Dengan demikian, hipotesis ini masih bersifat tentatif dan harus dibuktikan melalui penelitian eksperimental. Hasil penelitian nantinya dapat mengonfirmasi, memodifikasi, atau bahkan menolak hipotesis tersebut, sekaligus memberikan dasar ilmiah untuk menentukan hubungan antara karakteristik nanoformulasi dan efektivitas antibakteri nanospirulina terhadap A. hydrophila.

 

4.4. Rancangan penelitian yang disarankan

 

Untuk mengisi kesenjangan penelitian mengenai belum tersedianya data MIC nanospirulina terhadap Aeromonas hydrophila, penelitian lanjutan perlu dirancang untuk membandingkan aktivitas antibakteri bahan dalam bentuk konvensional dan nano pada kondisi pengujian yang setara. Pendekatan eksperimental yang disarankan sekurang-kurangnya mencakup tiga kelompok perlakuan utama, yaitu (A) biomassa Spirulina/Arthrospira, (B) ekstrak Spirulina/Arthrospira, dan (C) nanospirulina. Ketiga bentuk bahan tersebut sebaiknya berasal dari sumber bahan baku yang sama atau memiliki karakteristik bahan yang dapat dibandingkan, sehingga perbedaan aktivitas antibakteri yang diperoleh lebih dapat dikaitkan dengan bentuk dan karakteristik formulasi daripada perbedaan komposisi bahan awal. Selain itu, diperlukan kelompok kontrol yang sesuai, termasuk kontrol pertumbuhan bakteri, kontrol pelarut atau bahan pembawa, serta kontrol positif berupa antibakteri pembanding apabila diperlukan.

 

Aktivitas antibakteri masing-masing perlakuan terhadap A. hydrophila selanjutnya dapat ditentukan menggunakan metode broth microdilution, yang memungkinkan penentuan MIC secara kuantitatif melalui pengamatan pertumbuhan bakteri pada berbagai konsentrasi bahan uji. Setelah MIC ditentukan, pengujian dapat dilanjutkan untuk menetapkan minimum bactericidal concentration (MBC) sehingga dapat dibedakan antara konsentrasi yang hanya menghambat pertumbuhan dan konsentrasi yang mampu memberikan efek bakterisidal. Pengukuran optical density pada 600 nm (OD600) dapat digunakan untuk memantau perubahan pertumbuhan bakteri secara kuantitatif, sedangkan persentase inhibisi dapat digunakan untuk menggambarkan besarnya penghambatan relatif terhadap kontrol pertumbuhan. Penggunaan beberapa konsentrasi di sekitar nilai MIC juga memungkinkan diperolehnya hubungan dosis–respons yang lebih informatif daripada hanya mengandalkan satu titik konsentrasi.

 

Untuk memperoleh gambaran dinamika aktivitas antibakteri, penelitian juga disarankan memasukkan time-kill curve. Parameter ini penting karena dua bahan dapat memiliki nilai MIC yang serupa tetapi menunjukkan kecepatan pembunuhan bakteri yang berbeda. Pengamatan jumlah bakteri hidup pada beberapa interval waktu dapat memberikan informasi apakah nanospirulina terutama bersifat bakteriostatik atau bakterisidal serta seberapa cepat efek antibakterinya terjadi. Pendekatan tersebut dapat diperluas dengan pengujian terhadap biofilm, mengingat kemampuan A. hydrophila membentuk biofilm dapat meningkatkan persistensi bakteri dan mengurangi efektivitas berbagai agen antimikroba. Oleh karena itu, biofilm inhibition dan biofilm eradication perlu dibedakan sebagai dua parameter yang berbeda. Pengujian pertama menilai kemampuan bahan mencegah atau menghambat pembentukan biofilm, sedangkan pengujian kedua menilai kemampuan bahan mengganggu atau mengeradikasi biofilm yang telah terbentuk.

 

Apabila fasilitas penelitian memungkinkan, pengujian fenotipik tersebut sebaiknya dilengkapi dengan pendekatan untuk mengidentifikasi mekanisme antibakteri. Pemeriksaan menggunakan scanning electron microscopy (SEM) atau transmission electron microscopy (TEM) dapat digunakan untuk mengamati perubahan morfologi dan ultrastruktur sel A. hydrophila setelah paparan bahan uji. Atomic force microscopy (AFM) dapat memberikan informasi tambahan mengenai perubahan topografi dan integritas permukaan sel. Sementara itu, pengukuran reactive oxygen species (ROS) dapat digunakan untuk mengevaluasi kemungkinan keterlibatan stres oksidatif dalam mekanisme antibakteri. Parameter membrane permeability juga penting untuk mengetahui apakah paparan nanospirulina menyebabkan gangguan terhadap integritas membran sel. Kerusakan membran lebih lanjut dapat dievaluasi melalui pengukuran kebocoran protein dan asam nukleat sebagai indikator terjadinya kehilangan komponen intraseluler.

 

Agar interpretasi hasil lebih kuat, karakterisasi nanospirulina perlu dilakukan secara paralel dengan pengujian aktivitas biologis. Karakteristik seperti ukuran partikel, distribusi ukuran atau polydispersity index (PDI), zeta potential, morfologi, stabilitas dispersi, dan kandungan komponen bioaktif perlu dilaporkan karena faktor-faktor tersebut dapat memengaruhi interaksi nanospirulina dengan sel bakteri. Dalam konteks ini, ukuran partikel yang lebih kecil tidak dengan sendirinya membuktikan aktivitas antibakteri yang lebih tinggi. Yang perlu dibuktikan adalah apakah perubahan karakteristik fisikokimia akibat nanoformulasi menghasilkan peningkatan aktivitas biologis pada konsentrasi bahan yang setara.

 

Dengan desain komparatif tersebut, efektivitas nanospirulina dapat dievaluasi secara lebih komprehensif, mulai dari penghambatan pertumbuhan (MIC), efek bakterisidal (MBC), dinamika pembunuhan bakteri (time-kill), hingga pengaruh terhadap biofilm dan perubahan struktur serta integritas sel. Perbandingan langsung antara biomassa, ekstrak, dan nanospirulina dalam kondisi pengujian yang sama akan memungkinkan peneliti menentukan apakah nanoformulasi benar-benar menghasilkan nano-enhancement, yaitu peningkatan aktivitas antibakteri yang dapat dikaitkan dengan karakteristik nanoformulasi, bukan sekadar akibat perbedaan konsentrasi atau komposisi bahan aktif.

 

Secara konseptual, keberhasilan nano-enhancement dapat ditunjukkan apabila nanospirulina menghasilkan MIC dan/atau MBC yang lebih rendah, persentase inhibisi yang lebih tinggi, penurunan jumlah bakteri yang lebih cepat pada uji time-kill, serta kemampuan yang lebih besar dalam menghambat atau mengeradikasi biofilm dibandingkan biomassa dan ekstrak pada kondisi yang sebanding. Apabila temuan tersebut kemudian konsisten dengan adanya peningkatan permeabilitas membran, kebocoran komponen intraseluler, perubahan morfologi, atau peningkatan ROS, maka hubungan antara nanoformulasi dan peningkatan aktivitas antibakteri akan memiliki dasar mekanistik yang lebih kuat. Sebaliknya, apabila nanospirulina tidak menunjukkan peningkatan aktivitas dibandingkan bahan konvensional, hasil tersebut tetap bernilai penting karena menunjukkan bahwa pengecilan ukuran partikel saja belum tentu menghasilkan peningkatan efektivitas antibakteri. Dengan demikian, rancangan ini tidak hanya bertujuan menghasilkan nilai MIC nanospirulina terhadap A. hydrophila, tetapi juga menjawab pertanyaan fundamental mengenai apakah dan melalui mekanisme apa teknologi nano meningkatkan aktivitas antibakteri Spirulina/Arthrospira.

 

4.5. Posisi MIC 100–150 µg/mL sebagai benchmark

 

Nilai MIC sekitar 100–150 µg/mL yang dilaporkan pada ekstrak etanol Spirulina platensis terhadap Aeromonas hydrophila dapat digunakan sebagai benchmark awal dalam merancang dan menginterpretasikan penelitian mengenai aktivitas antibakteri nanospirulina. Namun, nilai tersebut harus diposisikan secara hati-hati sebagai nilai pembanding yang berasal dari ekstrak etanol S. platensis dan bukan sebagai nilai MIC nanospirulina. Penggunaan benchmark ini terutama bertujuan memberikan titik acuan awal untuk menilai apakah nanoformulasi menghasilkan perubahan aktivitas antibakteri dibandingkan bahan berbasis Spirulina dalam bentuk konvensional. Dengan demikian, benchmark berfungsi sebagai dasar komparatif untuk membangun hipotesis mengenai kemungkinan terjadinya nano-enhancement, bukan sebagai nilai standar universal aktivitas antibakteri Spirulina.

 

Apabila penelitian eksperimental selanjutnya menunjukkan bahwa nanospirulina memiliki MIC <100 µg/mL, maka secara numerik nanospirulina menunjukkan aktivitas penghambatan yang lebih kuat dibandingkan benchmark ekstrak etanol tersebut, karena konsentrasi yang lebih rendah telah mampu menghambat pertumbuhan A. hydrophila. Sebaliknya, apabila MIC nanospirulina berada pada kisaran 100–150 µg/mL, aktivitasnya dapat dikatakan berada pada kisaran yang sebanding dengan benchmark, sedangkan apabila MIC berada pada >150 µg/mL, aktivitas penghambatan nanospirulina secara numerik lebih rendah dibandingkan ekstrak etanol yang digunakan sebagai pembanding. Interpretasi tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

 

MIC nanospirulina (µg/mL)	Interpretasi relatif terhadap benchmark
<100	Aktivitas penghambatan lebih kuat daripada benchmark ekstrak etanol
100–150	Aktivitas berada pada kisaran yang sebanding dengan benchmark
>150	Aktivitas penghambatan lebih rendah daripada benchmark

 

Meskipun demikian, klasifikasi tersebut hanya memiliki makna komparatif apabila nilai MIC diperoleh melalui kondisi pengujian yang sebanding. MIC sangat dipengaruhi oleh metode pengujian, karakteristik strain bakteri, ukuran dan kondisi inokulum, jenis serta komposisi media, waktu dan suhu inkubasi, kondisi pH, metode pembacaan endpoint, serta karakteristik bahan uji. Perbedaan pada salah satu atau beberapa faktor tersebut dapat menghasilkan perbedaan nilai MIC yang tidak semata-mata mencerminkan perbedaan potensi antibakteri bahan. Oleh karena itu, membandingkan MIC nanospirulina dengan MIC ekstrak etanol yang diperoleh dari penelitian berbeda harus dilakukan dengan mempertimbangkan kesetaraan metodologis dan biologis.

 

Perbandingan yang lebih kuat secara eksperimental sebaiknya dilakukan dengan menguji ekstrak Spirulina dan nanospirulina secara paralel terhadap strain A. hydrophila yang sama, menggunakan metode broth microdilution, media, kepadatan inokulum, waktu inkubasi, dan kriteria endpoint yang identik. Dengan pendekatan tersebut, perbedaan MIC yang diamati akan lebih dapat dikaitkan dengan bentuk dan karakteristik bahan, termasuk kemungkinan pengaruh nanoformulasi terhadap aktivitas antibakteri. Selain MIC, parameter MBC, kurva pertumbuhan, time-kill, dan penghambatan biofilm dapat digunakan untuk memperkuat interpretasi mengenai apakah perbedaan nilai MIC benar-benar diikuti oleh perubahan efektivitas antibakteri secara biologis.

 

Dengan demikian, nilai MIC 100–150 µg/mL sebaiknya dipahami sebagai benchmark historis atau referensi awal dari aktivitas ekstrak etanol S. platensis terhadap A. hydrophila. Benchmark tersebut berguna untuk membangun kerangka hipotesis dan merancang penelitian komparatif, tetapi tidak dapat digunakan untuk menetapkan batas potensi antibakteri nanospirulina secara universal. Bukti mengenai nano-enhancement baru dapat dinyatakan lebih kuat apabila nanospirulina menunjukkan aktivitas yang lebih tinggi daripada bahan konvensional dalam pengujian head-to-head yang terstandar, dan perbedaan tersebut konsisten dengan karakteristik fisikokimia nanoformulasi serta mekanisme antibakteri yang dapat diverifikasi.

 

4.6. Signifikansi untuk akuakultur

 

Pengembangan nanospirulina memiliki signifikansi strategis dalam bidang akuakultur karena berpotensi menawarkan pendekatan pengendalian penyakit yang tidak hanya berorientasi pada penghambatan mikroorganisme penyebab penyakit, tetapi juga pada peningkatan kondisi fisiologis dan respons pertahanan ikan. Pendekatan semacam ini menjadi semakin relevan dalam menghadapi penyakit bakterial yang kompleks, termasuk infeksi Aeromonas hydrophila, karena keberhasilan infeksi tidak semata-mata ditentukan oleh keberadaan dan virulensi bakteri, tetapi merupakan hasil interaksi dinamis antara patogen, inang, dan lingkungan. Kondisi kualitas air, kepadatan tebar, stres, nutrisi, status fisiologis, dan kompetensi sistem imun ikan dapat menentukan apakah keberadaan A. hydrophila berkembang menjadi kolonisasi, infeksi klinis, atau penyakit sistemik.

 

Dalam perspektif tersebut, Spirulina/Arthrospira menarik untuk dikembangkan sebagai bahan fungsional karena memiliki potensi biologis yang lebih luas daripada sekadar aktivitas antimikroba. Berbagai komponen bioaktifnya, termasuk protein dan pigmen seperti fikosianin, polisakarida, senyawa fenolik, lipid, serta komponen bioaktif lainnya, telah dikaitkan dengan aktivitas antioksidan dan modulasi respons imun. Dengan demikian, penggunaan Spirulina dalam pakan berpotensi memperkuat kemampuan fisiologis ikan dalam menghadapi tekanan lingkungan maupun tantangan patogen. Bukti in vivo juga menunjukkan bahwa suplementasi Arthrospira platensis dapat memberikan pengaruh positif terhadap respons imun dan ketahanan ikan terhadap tantangan A. hydrophila. Pada gibel carp, misalnya, suplementasi A. platensis sebesar 3,38% dilaporkan berkaitan dengan peningkatan respons imun dan ketahanan terhadap infeksi A. hydrophila. Temuan serupa pada ikan nila juga menunjukkan adanya potensi Spirulina sebagai bahan fungsional dalam mendukung kondisi fisiologis dan respons ikan terhadap tantangan bakteri.

 

Apabila potensi tersebut dapat dipertahankan atau ditingkatkan melalui nanoformulasi, nanospirulina dapat memiliki nilai tambah yang lebih luas dalam sistem produksi akuakultur. Karakteristik nano berpotensi memengaruhi dispersi, luas permukaan, stabilitas, dan interaksi komponen aktif dengan lingkungan biologis. Dalam konteks pengendalian A. hydrophila, mekanisme yang diharapkan dapat berlangsung melalui dua jalur yang saling melengkapi. Jalur pertama adalah efek langsung terhadap bakteri, melalui interaksi bahan aktif dengan permukaan atau membran sel yang berpotensi menghambat pertumbuhan dan meningkatkan kerusakan sel bakteri. Jalur kedua adalah efek terhadap inang, melalui dukungan terhadap status antioksidan, respons imun, dan kondisi fisiologis ikan sehingga meningkatkan kemampuan ikan menghadapi tekanan infeksi. Kedua mekanisme tersebut secara konseptual dapat menghasilkan efek yang lebih komprehensif dibandingkan pendekatan yang hanya menargetkan bakteri.

 

Meskipun demikian, potensi tersebut perlu ditempatkan secara proporsional. Nanospirulina belum dapat langsung diposisikan sebagai pengganti antibiotik atau disebut sebagai “antibiotik alami” sebelum efektivitas, keamanan, konsistensi formulasi, dan mekanisme kerjanya dibuktikan secara eksperimental. Istilah yang lebih tepat secara ilmiah adalah functional aquafeed ingredient, yaitu bahan pakan fungsional yang berpotensi memberikan manfaat biologis di luar fungsi nutrisi dasar. Dalam konteks ini, keunggulan nanospirulina justru dapat terletak pada kemungkinan kombinasi beberapa aktivitas, yaitu antimikroba, antioksidan, dan imunomodulator, yang bekerja pada tingkat patogen sekaligus inang.

 

Implikasi praktis dari pendekatan tersebut adalah bahwa pengembangan nanospirulina untuk akuakultur sebaiknya tidak hanya menggunakan MIC sebagai indikator keberhasilan. Nilai MIC dan MBC memang penting untuk membuktikan aktivitas antibakteri secara in vitro, tetapi efektivitas pada sistem akuakultur perlu dievaluasi lebih lanjut melalui parameter in vivo, seperti pertumbuhan, efisiensi pakan, status antioksidan, indikator respons imun, kelangsungan hidup, perubahan beban bakteri, gejala klinis, dan tingkat resistensi ikan setelah tantangan A. hydrophila. Evaluasi juga perlu mempertimbangkan kualitas air, stabilitas bahan dalam pakan, dosis optimal, bioavailabilitas, keamanan bagi ikan, serta dampak terhadap mikrobiota lingkungan perairan.

 

Dengan demikian, pengembangan nanospirulina memiliki prospek untuk diarahkan menuju strategi pengelolaan kesehatan ikan yang bersifat preventif dan multifungsi, bukan semata-mata sebagai agen pembunuh bakteri. Pendekatan ini sejalan dengan kebutuhan akuakultur modern yang menekankan pengurangan ketergantungan terhadap antimikroba konvensional, peningkatan kesehatan dan ketahanan ikan, serta pengelolaan penyakit melalui integrasi antara nutrisi, imunitas, biosekuriti, dan kualitas lingkungan. Namun, untuk mencapai tahap aplikasi, masih diperlukan penelitian bertahap yang menghubungkan karakteristik nanospirulina dengan aktivitas antibakteri in vitro, respons biologis ikan in vivo, keamanan, dosis efektif, serta konsistensi hasil pada kondisi budidaya yang realistis.

 

5. KESENJANGAN PENELITIAN

 

Nilai minimum inhibitory concentration (MIC) yang rendah menunjukkan bahwa suatu bahan memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan Aeromonas hydrophila pada kondisi pengujian in vitro. Namun demikian, MIC yang rendah tidak secara otomatis menunjukkan bahwa bahan tersebut akan menghasilkan efektivitas yang tinggi pada ikan. MIC menggambarkan aktivitas antibakteri dalam sistem laboratorium yang relatif terkontrol, sedangkan efektivitas in vivo dipengaruhi oleh berbagai faktor biologis dan fisiologis yang tidak sepenuhnya tercermin dalam pengujian in vitro. Oleh karena itu, hubungan antara aktivitas antibakteri yang ditunjukkan oleh MIC dan kemampuan nanospirulina dalam meningkatkan kesehatan serta ketahanan ikan terhadap infeksi A. hydrophila perlu dibuktikan melalui penelitian eksperimental yang terintegrasi.

 

Salah satu aspek penting adalah hubungan antara konsentrasi bahan yang efektif secara in vitro dan dosis pemberian melalui pakan. Konsentrasi yang menghasilkan penghambatan pertumbuhan bakteri dalam media kultur tidak dapat langsung diterjemahkan menjadi konsentrasi yang harus diberikan kepada ikan. Setelah dikonsumsi, nanospirulina akan mengalami berbagai proses, mulai dari pelepasan bahan aktif dalam saluran pencernaan, perubahan akibat kondisi pH dan enzim pencernaan, absorpsi, distribusi ke jaringan, metabolisme, hingga ekskresi. Selain itu, tidak seluruh bahan aktif yang terkandung dalam pakan akan mencapai lokasi infeksi dalam bentuk yang tetap aktif. Faktor-faktor tersebut dapat menyebabkan konsentrasi efektif pada sistem biologis berbeda dari konsentrasi yang menghasilkan efek pada pengujian in vitro.

 

Hubungan antara dosis pakan, konsentrasi sistemik atau jaringan, dan respons biologis juga dapat dipengaruhi oleh karakteristik nanoformulasi. Ukuran partikel, distribusi ukuran, zeta potential, stabilitas, kelarutan, serta kemampuan melepaskan komponen bioaktif dapat menentukan bioavailability nanospirulina setelah diberikan kepada ikan. Oleh karena itu, peningkatan aktivitas in vitro yang ditunjukkan oleh MIC yang lebih rendah perlu diikuti dengan pembuktian bahwa karakteristik tersebut benar-benar menghasilkan peningkatan ketersediaan biologis atau efektivitas pada organisme hidup. Dalam hal ini, nano-enhancement tidak cukup dibuktikan hanya dengan penurunan MIC, tetapi perlu dikonfirmasi melalui hubungan antara karakteristik nanospirulina, paparan biologis, dan respons ikan.

 

Selain efek langsung terhadap A. hydrophila, efektivitas in vivo juga dapat muncul melalui mekanisme tidak langsung yang berkaitan dengan kondisi inang. Nanospirulina berpotensi memberikan efek antioksidan dan imunomodulator yang dapat meningkatkan kemampuan ikan dalam menghadapi infeksi. Dengan demikian, suatu formulasi dapat menunjukkan MIC yang relatif sedang tetapi tetap memberikan manfaat in vivo yang signifikan apabila mampu meningkatkan respons imun, memperbaiki status antioksidan, menjaga integritas jaringan, atau meningkatkan ketahanan ikan terhadap stres dan infeksi. Sebaliknya, bahan dengan MIC sangat rendah belum tentu memberikan perlindungan optimal apabila memiliki bioavailabilitas rendah, tidak mencapai lokasi target, tidak stabil dalam saluran pencernaan, atau tidak dapat diberikan pada dosis yang aman bagi ikan.

 

Oleh karena itu, penelitian mendatang perlu membangun hubungan kuantitatif antara parameter in vitro dan in vivo. Tahap awal dapat mencakup penentuan MIC dan MBC nanospirulina terhadap A. hydrophila, kemudian dilanjutkan dengan penentuan dosis pakan yang aman dan efektif pada ikan. Selanjutnya, konsentrasi bahan aktif atau marker compounds dalam pakan, saluran pencernaan, plasma, atau jaringan target dapat dipantau apabila metode analitik memungkinkan. Parameter tersebut kemudian dapat dihubungkan dengan perubahan beban bakteri, kelangsungan hidup, gejala klinis, pertumbuhan, status antioksidan, respons imun, serta hasil uji tantang A. hydrophila.

 

Dengan pendekatan tersebut, MIC dapat ditempatkan sebagai parameter awal untuk menggambarkan potensi antibakteri, sedangkan efektivitas in vivo merupakan hasil interaksi yang lebih kompleks antara bahan, patogen, dan inang. Hubungan yang ideal bukan sekadar menunjukkan bahwa “MIC semakin rendah maka efektivitas ikan semakin tinggi”, tetapi menentukan sejauh mana aktivitas in vitro dapat memprediksi respons biologis pada ikan. Pemahaman ini sangat penting dalam pengembangan nanospirulina sebagai bahan pakan fungsional karena keberhasilan aplikasinya dalam akuakultur pada akhirnya ditentukan bukan hanya oleh kemampuan menghambat A. hydrophila di laboratorium, tetapi juga oleh keamanan, bioavailabilitas, dosis efektif, konsistensi respons, dan kemampuan meningkatkan kesehatan serta ketahanan ikan dalam kondisi budidaya nyata.

 

6. KESIMPULAN

 

Berdasarkan hasil kajian pustaka, Spirulina platensis/Arthrospira platensis menunjukkan potensi aktivitas antibakteri terhadap Aeromonas hydrophila, meskipun kekuatan aktivitas tersebut berbeda bergantung pada bentuk bahan, metode ekstraksi, fraksinasi, serta kondisi pengujian. Penelitian Pradhan et al. melaporkan bahwa ekstrak etanol S. platensis memiliki aktivitas penghambatan terhadap A. hydrophila dengan nilai MIC sekitar 100–150 µg/mL. Sementara itu, penelitian terhadap fraksi aktif A. platensis menunjukkan aktivitas antibakteri yang lebih kuat, dengan nilai MIC fraksi larut aseton sekitar 1,9–15 µg/mL terhadap berbagai patogen ikan, termasuk A. hydrophila. Perbedaan tersebut menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri Spirulina/Arthrospira dapat dipengaruhi oleh proses ekstraksi dan fraksinasi yang menentukan konsentrasi serta ketersediaan komponen bioaktif.

 

Bukti mikroskopis semakin memperkuat dugaan adanya mekanisme antibakteri langsung terhadap A. hydrophila. Paparan fraksi aktif A. platensis dilaporkan dapat menyebabkan perubahan progresif pada permukaan sel, pembentukan pori atau kerusakan struktur, peningkatan permeabilitas, hingga kerusakan dan kolapsnya sel bakteri. Temuan tersebut memberikan indikasi bahwa aktivitas antibakteri tidak hanya berupa penghambatan pertumbuhan, tetapi juga dapat melibatkan gangguan terhadap integritas dan fungsi membran sel. Namun, bukti mekanistik tersebut berasal dari fraksi aktif A. platensis dan belum dapat secara langsung diekstrapolasikan sebagai mekanisme nanospirulina tanpa adanya pengujian khusus terhadap formulasi nano.

 

Di sisi lain, penelitian menggunakan bentuk nano Arthrospira pada ikan menunjukkan adanya potensi manfaat biologis pada tingkat inang, antara lain melalui peningkatan respons fisiologis, status antioksidan, respons imun, dan ketahanan ikan terhadap tantangan A. hydrophila. Temuan ini memperluas perspektif mengenai kemungkinan penggunaan nanospirulina dalam akuakultur, karena manfaatnya berpotensi tidak hanya berasal dari efek langsung terhadap bakteri, tetapi juga dari peningkatan kemampuan inang dalam menghadapi infeksi. Dengan demikian, nanospirulina berpotensi dikembangkan sebagai bahan pakan fungsional yang bekerja melalui kombinasi aktivitas antimikroba, antioksidan, dan imunomodulator.

 

Meskipun demikian, sintesis literatur menunjukkan bahwa nilai MIC spesifik nanospirulina terhadap A. hydrophila belum dapat ditetapkan secara memadai. Nilai MIC yang diperoleh dari ekstrak etanol S. platensis maupun fraksi aktif A. platensis merupakan karakteristik aktivitas bahan dalam bentuk masing-masing dan tidak boleh diklaim sebagai MIC nanospirulina. Perbedaan bentuk bahan dapat mengubah luas permukaan, dispersi, stabilitas, ketersediaan komponen aktif, serta interaksi dengan sel bakteri. Oleh karena itu, penentuan MIC nanospirulina harus dilakukan melalui pengujian eksperimental secara langsung dan tidak dapat disimpulkan hanya berdasarkan nilai MIC bahan Spirulina/Arthrospira konvensional.

 

Dalam kerangka penelitian selanjutnya, nilai 100–150 µg/mL dapat digunakan sebagai benchmark awal untuk aktivitas ekstrak etanol S. platensis, sedangkan nilai 1,9–15 µg/mL dapat digunakan sebagai referensi aktivitas fraksi larut aseton A. platensis. Kedua kisaran tersebut berguna untuk membangun hipotesis dan merancang penelitian komparatif, tetapi bukan merupakan nilai acuan universal untuk nanospirulina. Perbandingan yang valid memerlukan kondisi pengujian yang sebanding, terutama dalam hal strain A. hydrophila, metode pengujian, media, kepadatan inokulum, waktu inkubasi, endpoint, serta cara menyatakan konsentrasi bahan.

\

Dengan demikian, kesenjangan penelitian utama terletak pada belum tersedianya bukti eksperimental yang memadai mengenai MIC dan MBC nanospirulina terhadap A. hydrophila serta belum jelasnya hubungan antara karakteristik nanoformulasi dan peningkatan aktivitas antibakteri. Penelitian mendatang sangat disarankan menggunakan metode broth microdilution untuk menentukan MIC dan MBC secara langsung, disertai pengukuran OD600, persentase inhibisi, time-kill curve, serta pengujian kemampuan menghambat dan mengeradikasi biofilm. Karakterisasi nanospirulina yang meliputi ukuran partikel, PDI, zeta potential, morfologi, stabilitas dispersi, dan kandungan komponen bioaktif juga perlu dilakukan agar hubungan antara sifat fisikokimia nanoformulasi dan aktivitas biologis dapat dianalisis secara lebih komprehensif.

 

Pada tahap berikutnya, hasil pengujian in vitro perlu dikonfirmasi melalui penelitian in vivo pada ikan untuk menentukan hubungan antara aktivitas antibakteri, dosis pemberian, bioavailabilitas, respons imun dan antioksidan, perubahan beban bakteri, kelangsungan hidup, serta ketahanan terhadap tantangan A. hydrophila. Pendekatan bertahap tersebut akan memungkinkan penilaian apakah nanospirulina benar-benar memberikan nano-enhancement dibandingkan biomassa atau ekstrak Spirulina/Arthrospira konvensional. Dengan demikian, kontribusi ilmiah yang paling penting bukan sekadar memperoleh angka MIC nanospirulina, tetapi membuktikan secara eksperimental apakah nanoformulasi mampu meningkatkan aktivitas antibakteri sekaligus memberikan manfaat fungsional bagi kesehatan dan ketahanan ikan dalam sistem akuakultur.

 

7. DAFTAR PUSTAKA

 

Abdel-Tawwab, M., & Ahmad, M. H. (2009). Live Spirulina (Arthrospira platensis) as a growth and immunity promoter for Nile tilapia, Oreochromis niloticus, challenged with pathogenic Aeromonas hydrophila. Aquaculture Research, 40, 1037–1046. DOI: 10.1111/j.1365-2109.2009.02195.x.

 

Cao, S., Zhang, P., Zou, T., Fei, S., Han, D., Jin, J., Liu, H., Yang, Y., Zhu, X., & Xie, S. (2018). Replacement of fishmeal by Spirulina Arthrospira platensis affects growth, immune related-gene expression in gibel carp (Carassius auratus gibelio var. CAS III), and its challenge against Aeromonas hydrophila infection. Fish & Shellfish Immunology, 79, 265–273. DOI: 10.1016/j.fsi.2018.05.022.

 

Ilieva, Y., Zaharieva, M. M., Najdenski, H., & Kroumov, A. D. (2024). Antimicrobial activity of Arthrospira (former Spirulina) and Dunaliella related to recognized antimicrobial bioactive compounds. International Journal of Molecular Sciences, 25(10), 5548. https://doi.org/10.3390/ijms25105548.

 

Kaushik, P., & Chauhan, A. (2009). In vitro antibacterial activity of laboratory grown culture of Spirulina platensis. Indian Journal of Microbiology, 48(3), 348–352. DOI: 10.1007/s12088-008-0043-0.

 

Mabrouk, M. M., et al. (2022). Nanoparticles of Arthrospira platensis improves growth, antioxidative and immunological responses of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) and its resistance to Aeromonas hydrophila. Aquaculture Research. DOI: 10.1111/are.15558.

 

Pradhan, J., Das, B. K., Sahu, S., Marhual, N. P., Swain, A. K., Mishra, B. K., & Eknath, A. E. (2012). Traditional antibacterial activity of freshwater microalga Spirulina platensis to aquatic pathogens. Aquaculture Research, 43(9), 1287–1295. DOI: 10.1111/j.1365-2109.2011.02932.x.

 

Rajapaksha, D. C., Edirisinghe, S. L., Nikapitiya, C., Dananjaya, S. H. S., Kwun, H.-J., Kim, C.-H., Oh, C., Kang, D.-H., & De Zoysa, M. (2020). Spirulina maxima derived pectin nanoparticles enhance the immunomodulation, stress tolerance, and wound healing in zebrafish. Marine Drugs, 18(11), 556. https://doi.org/10.3390/md18110556

 

#Nanospirulina

#AeromonasHydrophila

#MIC

#Antibakteri

#Akuakultur