Untersuchung zur alternativen Betäubung von Schlachtschweinen mit einem hochexpansiven, Stickstoff-gefüllten Schaum unter Tierschutz- und Fleischqualitätsaspekten

Study on the stunning of slaughter pigs with a nitrogen-filled, high-expansion foam focussing on the aspects of animal welfare and meat quality

The aim of this proof of concept was to conduct the stunning of slaughter pigs by inducing an anoxia by means of a nitrogen-filled highly-expansive foam in an open system for the first time and thereby provide a contribution towards the research of an animal-welfare alternative stunning method on slaughter pigs. In doing so the method was analysed particularly with regard to possible stress for the animal caused by the used gas or the foam used as a carrier medium, as well as being practice-compliant in the slaughterhouse. The potency of the method was assessed by the duration and effectivity of inducing a secured unconsciousness and insensibility. If the method had been proven suitable for stunning the maximal "stun-tostick"-interval had to be determined and key parameters, according to Council Regulation (EC) No. 1099/2009 had to be named.
For the investigation on the quality of the stunning method 40 slaughter pigs of the "DanBred" genetics were equipped with sensors to check several animal-based parameters (EEG, ECG, transcutane blood gas analysis, respiration belt, acceleration sensors, sensors to check to body internal temperature). For stunning of the animals a nitrogen-filled, highlyexpansive foam (3 % HTF-1000 in water) with a desired rest oxygen content of < 1 % was used. The duration of stunning after the covering of the animal's rostral was 3.5 minutes. After taking the animal out of the stunning box reflex tests were carried out (corneal reflex, pupil reflex, nasal cartilage reflex). On distinctly negative reflex tests killing of the animal was done by blood withdrawal. The sticking blood was examined regarding the bloodsupported stress indicators adrenalin and noradrenalin, the quotient between creatine kinase and aspartate aminotransferase, lactate and glucose. Additionally the meat quality of the carcasses was analysed (pH-value and conductibility 45 minutes resp. 24 hours post mortem, water-binding capability, drip loss, meat colour) to get further evidence for the animals' stress ante mortem and - provided the method was efficient - on the meat quality.
The research showed that the raw EEG data obtained by transcutane measuring was not suitable to determine the particular time of unconsciousness and insensibility due to high interference liability and artefact load. The start of anoxy in the ECG (80 seconds after start of stunning) assessed by visual criteria is not authoritative because regarding the recordings of the respiration belt, the breathing arrest only happened after 195 seconds. Also the high rate of follow-up stunning (22%) showed that an exposition time of 3.5 minutes was not sufficient to assure a secured unconsciousness and insensibility. Animals were seen gasping, regaining their consciousness and sensibility at an early stage.
The catecholamin contents of the sticking blood were less compared to a carbondioxyde stunning and also the glucose values did not suggest a massive stress burden.
However 28 % of the animals showed a stress myopathy (according to the CK/ASAT-quotient) and the lactate values as a sensitive parameter were increased as well. The behaviour of the animals can be judged as aversive at least in parts. Attempts to escape, starting after 14 seconds, motional durations of 77 seconds and sound manifestations in 67 % of all cases with start after 51 seconds and duration of 27 seconds showed that the commencement of unconsciousness and insensibility did not start immediately. Also the existence of foam residues in 72 % of the slaughted pigs´ lungs had a relevance to animal welfare.
The result of meat condition assessment showed that the meat of nitrogen-foam stunned animals had a similar or even better quality compared to the carbondioxide stunning.
 
Untersuchung zur alternativen Betäubung von Schlachtschweinen mit einem hochexpansiven, Stickstoff-gefüllten Schaum unter Tierschutz- und Fleischqualitätsaspekten

Ziel dieser Orientierungsstudie war es, erstmalig eine Betäubung von Schlachtschweinen unter Herbeiführung von Anoxie durch den Einsatz eines mit Stickstoff-gefüllten, hochexpansiven Schaumes im offenen System durchzuführen und so einen Beitrag zur Erforschung einer tierschutzgerechten Alternativbetäubung von Schlachtschweinen zu liefern. Dabei sollte die Methode insbesondere hinsichtlich möglicher Belastungen für das Tier aufgrund des verwendeten Gases oder des als Trägermedium verwendeten Schaums untersucht sowie auf ihre Praxistauglichkeit auf dem Schlachthof getestet werden. Die Wirksamkeit dieser Methode sollte anhand der Dauer und Effektivität der Einleitung einer gesicherten Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit beurteilt werden. Bei Tauglichkeit des Betäubungsverfahren sollte das maximale "stun-to-stick"-Intervall bestimmt und Schlüsselparameter entsprechend der EU VO (EG) Nr. 1099/2009 für die Überprüfung einer tierschutzgerechten Betäubung genannt werden.
Zur Untersuchung der Qualität der Betäubungsmethode wurden 40 Schlachtschweine der Genetik DanZucht mittels Sensoren zur Kontrolle verschiedener tierbasierter Parameter ausgestattet (EEG, EKG, transkutane Blutgasanalyse, Respirationsmodul, Beschleunigungssensoren, Sensoren zur Messung der Körperinnentemperatur). Zur Betäubung der Tiere wurde ein mit Stickstoff-gefüllter, hochexpansiver Schaum (3 % HTF-1000 in Wasser) mit einem gewünschten Restsauerstoffgehalt von < 1 % verwendet. Die Betäubungsdauer ab dem Zeitpunkt der Bedeckung der Rüsselscheibe des Tieres betrug 3,5 Minuten. Nach Herausnahme des Tieres aus der Betäubungsbox erfolgten Reflexprüfungen (Cornealreflex, Pupillarreflex, Nasenscheidewandreflex). Im Falle einer eindeutig negativen Reflexprüfung erfolgte die Tötung des Tieres durch Blutentzug. Das Stichblut der Tiere wurde auf die blutgestützten Belastungsindikatoren Adrenalin und Noradrenalin, Creatinkinase und Aspartataminotransferase-Quotient, Laktat und Glukose untersucht. Hinzukommend wurde die Fleischbeschaffenheit der Schlachtkörper untersucht (pH-Wert und Leitfähigkeit jeweils 45 Minuten und 24 Stunden post mortem, Wasserbindungsvermögen, Tropfsaftverlust, Fleischfarbe), um weitere Anhaltspunkte für die Belastung des Tieres ante mortem und -unter Voraussetzung der Wirksamkeit des Verfahrens- Aussagen über die Güte der Fleischqualität treffen zu können.
Die Untersuchungen zeigten, dass die transkutan erhobenen EEG-Rohdaten aufgrund der hohen Störanfälligkeit und Artefaktbelastung nicht geeignet sind, um den Zeitpunkt der Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit zu bestimmen. Der nach visuellen Kriterien beurteilte Anoxieeintritt im EKG (80 Sekunden nach Betäubungsstart) ist nicht belastbar, da entsprechend der Aufzeichnungen des Respirationsmoduls der Atemstillstand erst nach 195 Sekunden erfolgte. Auch die hohe Nachbetäubungsrate von 22 % zeigt, dass eine Expositionsdauer von 3,5 Minuten nicht ausreichend ist, um die Herbeiführung einer gesicherten Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit zu gewährleisten. Insbesondere Tiere, die Gasping zeigten, erlangten ihr Wahrnehmungs- und Empfindungsvermögen frühzeitig zurück.
Die Katecholamingehalte im Stichblut waren geringer als nach einer Kohlendioxidbetäubung und auch die Glukosewerte ließen nicht auf das Vorliegen einer massiven Stressbelastung schließen. Allerdings lag bei 28 % der Tiere entsprechend des CK/ASAT-Quotienten eine Belastungsmyopathie vor und die Laktatwerte als sensibler Belastungsparameter waren ebenfalls erhöht. Das Verhalten der Tiere kann zumindestens in Teilaspekten als aversiv gewertet werden. Fluchtversuche der Tiere, beginnend nach 14 Sekunden, Zeiträume mit kontinuierlichen und sporadischen Bewegungen über 77 Sekunden und Lautäußerungen in 67 % der Fälle mit einem Beginn nach 51 Sekunden und über einen Zeitraum von 27 Sekunden zeigten, dass die Einleitung der Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit nicht unmittelbar erfolgte. Auch das Vorhandensein von Schaumrückständen in 72 % der Schlachtlungen besitzt eine Tierschutzrelevanz.
Die Ergebnisse der Fleischbewertung zeigten, dass das Fleisch von stickstoffschaumbetäubten Tieren eine vergleichbare Qaulität wie nach Kohlendioxidbetäubung besitzt oder sogar besser ist.