Optimasi Produksi Paramilon Euglena gracilis G.A.Klebs serta Implikasinya terhadap Profil Mikrobioma Usus Rasbora lateristriata (Bleeker, 1854)

Khusnul Qonita Maghfiroh, Dr. Eko Agus Suyono, M.App.Sc.; Prof. Ir. Arief Budiman, M.S., D. Eng., IPU.; Prof. Dr. Bambang Retnoaji, M.Sc.

2025 | Disertasi | S3 Biologi

Euglena gracilis merupakan mikroalga unik yang menghasilkan ?-glukan dalam bentuk paramilon, yaitu polisakarida bioaktif yang memiliki sifat antioksidan, imunomodulator, dan prebiotik. Tingginya kebutuhan paramilon dalam industri pangan fungsional, pakan, dan farmasi mendorong upaya optimasi proses produksinya. Penelitian ini dirancang secara terintegrasi dalam dua tahap yang saling berkaitan, yaitu: (1) Optimasi produksi paramilon melalui manipulasi spektrum dan intensitas cahaya untuk meningkatkan biomassa serta akumulasi senyawa bioaktif; dan (2) Evaluasi dampak suplementasi Euglena terhadap kesehatan usus dan profil mikrobioma ikan Rasbora lateristriata, baik dalam kondisi sehat maupun stres metabolik akibat hiperglikemia. E.gracilis diisolasi dari Dataran Tinggi Dieng, Indonesia, kemudian dikultur menggunakan sistem dua tahap dengan variasi spektrum cahaya (merah, biru, ungu, kombinasi merah-biru, dan putih sebagai kontrol) serta variasi intensitas cahaya (100–400 µmol foton m?²s?¹). Parameter yang diamati meliputi laju pertumbuhan, akumulasi paramilon, profil pigmen, kapasitas antioksidan, dan ekspresi gen EgGSL sebagai penanda biosintesis paramilon (n = 3 ulangan per perlakuan). Tahap kedua melibatkan 150 ekor R.lateristriata yang dibagi dalam perlakuan normal (kontrol), induksi hiperglikemia, serta normal dan hiperglikemik suplementasi Euglena dosis 1?n 2%. Evaluasi mencakup pertumbuhan ikan, struktur histologi usus, kelimpahan dan keanekaragaman mikrobioma usus (sekuensing 16S rRNA ONT), serta kadar glukosa darah. Hasil menunjukkan bahwa perlakuan cahaya ungu secara signifikan meningkatkan biomassa Euglena (0,99 ± 0,10 g/L) dan aktivitas antioksidan (IC?? = 303,14 ppm), sedangkan cahaya merah menginduksi akumulasi paramilon tertinggi (1,38 ± 0,04 g/L) dengan peningkatan signifikan ekspresi gen EgGSL. Suplementasi Euglena terbukti mempercepat pertumbuhan ikan, memperbaiki struktur histologi usus, meningkatkan jumlah sel goblet, serta memodulasi komposisi mikrobioma usus ke arah dominasi bakteri probiotik seperti Lactobacillus dan Bifidobacterium. Selain itu, suplementasi Euglena efektif menurunkan kadar glukosa darah pada ikan dengan kondisi hiperglikemia. Temuan ini membuktikan bahwa optimasi budidaya Euglena tidak hanya meningkatkan produksi paramilon sebagai senyawa bioaktif, tetapi juga memberikan manfaat fungsional dalam menjaga kesehatan usus dan mengatur metabolisme glukosa. Penelitian ini membuka peluang aplikasi paramilon sebagai bahan pangan dan pakan fungsional yang mendukung pengembangan akuakultur berkelanjutan dan kesehatan metabolik.

Euglena gracilis is a unique microalga capable of producing ?-glucan in the form of paramylon, a bioactive polysaccharide known for its antioxidant, immunomodulatory, and prebiotic properties. The increasing demand for paramylon in functional food, feed, and pharmaceutical industries necessitates production optimization. This study integrates two interconnected stages: (1) Optimization of paramylon production through manipulation of light spectrum and intensity to enhance biomass yield and bioactive compound accumulation; and (2) Evaluation of the impact of Euglena supplementation on intestinal health and gut microbiota composition of Rasbora lateristriata, an economically valuable freshwater fish, under normal and metabolically stressed conditions. E. gracilis was isolated from the Dieng Plateau, Indonesia, and cultivated using a two-phase system with varied light spectra (red, blue, purple, red-blue combination, and white as control) and light intensities (100–400 µmol photons m?²s?¹). Growth performance, paramylon content, pigment profiles, antioxidant capacity, and gene expression of EgGSL were analyzed (n = 3 replicates per treatment). In the second stage, R. lateristriata (n = 180 individuals) were assigned to dietary treatments: control, glucose-induced hyperglycemia, and Euglena supplementation (1% and 2%), with assessments on growth, intestinal histology, microbiota diversity (16S rRNA ONT sequencing), and blood glucose levels. Results showed that purple light significantly enhanced Euglena biomass (0.99 ± 0.10 g/L) and antioxidant activity (IC?? = 303.14 ppm), while red light maximized paramylon accumulation (1.38 ± 0.04 g/L) with a notable upregulation of EgGSL gene expression. Dietary supplementation with Euglena improved growth performance, preserved intestinal structure, increased goblet cell numbers, modulated gut microbiota towards beneficial taxa (e.g., Lactobacillus, Bifidobacterium), and effectively reduced blood glucose levels in hyperglycemic fish. These findings demonstrate that optimizing Euglena cultivation not only boosts paramylon production but also provides functional benefits for gut health and metabolic regulation in fish, highlighting its potential application in sustainable aquaculture and functional feed development.

Kata Kunci : Euglena gracilis, mikrobioma usus, optimasi cahaya, paramilon, Rasbora lateristriata/Euglena gracilis, gut microbiome, paramylon, light optimization, Rasbora lateristriata