Belastung durch die elektrische Durchströmung?

Wie stark die Belastung durch die Einwirkung eines elektrischen Stroms auf den Fischorganismus ist, wurde anhand von physiologischen Stressparametern untersucht. Die Cortisolwerte im Plasma waren bei den mittels Strom betäubten Karpfen signifikant höher (Median: 336,5 ± 80 ng/ml), als bei Karpfen, die mittels Kopfschlag betäubt wurden (Median: 283 ± 66,4ng/ml). Allerdings wiesen sowohl elektrisch durchströmte, als auch durch Perkussion betäubte Karpfen im Mittel insgesamt höhere Cortisolwerte auf, als für Karpfen in Ruhe beschrieben wurden.

Stress spiegelt sich, wie auch in anderen Arbeiten dargestellt und für andere Fischarten beschrieben, in einer Erhöhung des Cortisolplasmaspiegels wieder (POTTINGER 1998; LEFÈVRE et al. 2008; ACERETE et al. 2009; HALLERMANN 2010). Werte unter 50 ng/ml scheinen für einen nicht gestressten Fischorganismus zu sprechen, Werte über 150 ng/ml können für die Einwirkung eines Stressors sprechen (POTTINGER 1998), so dass in beiden Fällen die Messwerte nach der Betäubung als Antwort auf akuten Stress interpretiert werden können (IWAMA 1998;

POTTINGER 1998; HALLERMANN 2010). Weiterhin muss beachtet werden, dass sich die Karpfen beider Gruppen (Elektrobetäubung und Perkussionsmethode) in der gleichen Hälterungseinheit befanden. Inwiefern die Haltungsbedingungen und das Handling (Keschern, Fangen, Separieren) vor der Betäubung und Schlachtung als akuter Stress wahrgenommen wurden, kann hier nur vermutet aber nicht überprüft werden. Auch das Handling vor der Betäubung könnte somit die relativ hohen Cortisolspiegel im Plasma der Karpfen aus beiden Versuchsgruppen erklären. Bei der Elektrobetäubung von Forellen wurde im Vergleich zu abgeschlagenen Tieren ein geringerer Cortisolspiegel gemessen (REIMERS 2008), was als Anzeichen einer geringeren Belastung gewertet wurde, weil die Regenbogenforellen für die Elektrobetäubung im Gegensatz zum Abschlagen nicht aus dem Wasser genommen werden mussten. Bei den Forellen hatte die vorgenommene Elektrobetäubung zu einem sofortigen Wahrnehmungsverlust geführt (REIMERS 2008). Im Gegensatz dazu wurde die hier vorgenommene elektrische Durchströmung von Karpfen mit einer zur Erreichung eines Wahrnehmungsverlustes nicht ausreichenden Stromdichte vorgenommen. Bei den so behandelten Karpfen konnten höhere Cortisolspiegel bestimmt werden als bei abgeschlagenen Karpfen, so dass in unseren Untersuchungen bei den elektrisch durchströmten Karpfen eine vermehrte Stressbelastung vermutet wird.

Auch die Glukosekonzentration war bei den mittels Strom betäubten Karpfen (MW:

6,84 ± 1,63 mmol/l) signifikant höher als bei durch Perkussion betäubten Karpfen (MW: 5,83 ± 1,33 mmol/l). Eine erhöhte Glukosekonzentration deutet ebenfalls auf eine Stressbelastung hin (WELLS et al. 1986; ACERETE et al. 2009). Katecholamine und Cortisol bedingen eine Glykolyse und Gluconeogenese, um dem Organismus in

einer belastenden Situation Energie bereitzustellen (VIJAYAN et al. 1997; IWAMA 1998; JANZ 2000). Dadurch kommt es zum Anstieg des Glukosegehaltes im Blut.

Die Veränderung ist aber in der Ausprägung weniger deutlich als beispielsweise Veränderungen in der Cortisolkonzentration (POTTINGER 1998).

Glukosekonzentrationen von unter 4 bzw. unter 5 mmol/l wurden bei anderen Untersuchungen als Ruhe- oder Kontrollwerte angesehen (WELLS et al. 1986;

IWAMA 1998; HALLERMANN 2010). Glucosespiegel, die diese Konzentrationen übersteigen, lassen auf eine (stressbedingte) Erhöhung der Glukosekonzentration schließen. In unserem Fall deutet, wie auch die Cortisolkonzentration anzeigt, die erhöhte Glukosekonzentration auf eine Stressbelastung der Karpfen durch beide Betäubungsarten hin. Allerdings ist auch hier eine signifikant höhere Glukosekonzentration im Plasma von elektrisch durchströmten Karpfen feststellbar, was eine vermehrte Belastung der Karpfen durch den Vorgang der elektrischen Durchströmung vermuten lässt. Der Einfluss der Prozesse, die vor der eigentlichen Betäubung stattgefunden haben, wie das Abfischen, die Hälterungsbedingungen und der Konzentrierungsprozess, kann hier ebenfalls nicht geklärt werden.

Der signifikant höhere Laktatgehalt im Blutplasma von elektrisch durchströmten Karpfen (MW: 17,03 ± 5,12 mg/dl, abgeschlagene Karpfen: MW: 12,41 ± 4,16 mg/dl) lässt auf eine vermehrte Muskelaktivität und/oder Stressbelastung schließen und ist als Produkt eines anaeroben Muskelstoffwechsels zu verstehen (THOMAS et al.

1999; POLI et al. 2005). HALLERMANN (2010) ermittelte in seiner Arbeit bei Karpfen Ruhewerte für Laktat von 1,3 mmol/l, bei gestressten Karpfen wurden im Mittel 7 mmol/l und nach 30 Minuten 9,6 mmol/l Laktat gemessen. Nach Umrechnung unserer Messdaten von Karpfen werden bei abgeschlagenen Tieren ca. 1,38 mmol/l und bei elektrisch durchströmten Karpfen 1,89 mmol/l erreicht, deutlich niedriger als die Werte, die HALLERMANN (2010) bei gestressten Tieren gemessen hatte. Der bei elektrisch durchströmten Tieren im Vergleich zu den abgeschlagenen Tieren erhöhte Laktatspiegel im Blut könnte durch eine durch den Stromfluss bedingte indirekte (über Nervenbahnen) oder direkte Stimulierung der Muskulatur bedingt sein (PETERSEN u. BLACKMORE 1982; DEVINE et al. 1984). Diese verstärkte Muskelaktivität spiegelt sich im Gewebe in Form eines niedrigeren

Anfangs-pH-Wertes wieder (MARX et al. 1997; NITZSCHE 2008), wie er auch hier 45 Minuten nach der Schlachtung gemessen wurde. Auch eine Stressbelastung führt nach Meinung vieler Autoren zu einem Abfall des pH-Wertes (POLI et al. 2005; NITZSCHE 2008). Elektrodurchströmte Karpfen zeigten in unseren Untersuchungen einen niedrigeren Anfangs-pH-Wert, der mit der signifikant höheren Laktatkonzentration im Plasma zusammenhängen könnte und als Indikator für eine gesteigerte Stressreaktion und/oder eine erhöhte Muskelaktivität vor bzw. während der elektrischen Durchströmung angesehen werden kann, wie schon oben beschrieben.

Messungen des pH-Wertes im Filet nach 24 stündiger Lagerung wiesen bei elektrodurchströmten Tieren lediglich einen tendenziell niedrigeren Wert auf. In den Filets von Karpfen stellte sich somit nach beiden Betäubungsarten ein annähernd gleicher pH-Wert ein. Dies wurde ähnlich auch bei Untersuchungen an Forellen beobachtet (LEFÈVRE et al. 2008).

Eine Ansäuerung des Gewebes durch erhöhten Laktatanfall kann zu Veränderungen in der Struktur der Fischmuskulatur und somit zu Qualitätseinbußen führen, wobei auch eine Erhöhung der Leitfähigkeit (WEDEKIND 2005) und eine Veränderung der Farbe beschrieben wurden (MORZEL et al. 2003; WEDEKIND 2005). In unseren Untersuchungen konnte bei den elektrisch durchströmten Karpfen zwar eine Erhöhung der Leitfähigkeit, aber keine Veränderung in der Farbe ausgemacht werden.

Die vermehrte Laktatanhäufung in der Muskulatur, die bei akutem Stressgeschehen beobachtet werden kann, vermag ferner zu Veränderungen im Elektrolythaushalt der Fische führen (MCDONALD u. MILLIGAN 1992). So kann es bei akuter Belastung zunächst zu einem Anstieg der Natriumkonzentration im Blut aufgrund einer vorliegenden Laktatazidose im Muskelgewebe kommen (WELLS et al. 1986;

MCDONALD u. MILLIGAN 1992). Bei länger anhaltendem Stress kann es dann bei Süßwasserfischen durch eine Erhöhung des Ionen- und Elektrolytaustausches an der Kieme und Niere zu einer Senkung des Natriumgehaltes im Plasma kommen (MCDONALD u. MILLIGAN 1992). Die von uns erfassten Natriumkonzentrationen im Blut elektrisch durchströmter Karpfen (MW: 150,6 ± 5,14 mmol/l) lassen einen

tendenziell höheren Wert erkennen als bei abgeschlagenen Karpfen (MW: 148,1 ± 3,48 mmol/l). Auch hier könnte ein Zusammenhang mit einer Laktatazidose bestehen und somit eine Reaktion auf ein akutes Stressgeschehen vermutet werden (WELLS et al. 1986). Die Kaliumkonzentration wiesen in unseren Untersuchungen keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Betäubungsverfahren auf. In anderen Arbeiten wurde eine stressbedingte Freisetzung von Kalium (WELLS et al.

1986) auch bedingt durch Muskelrupturen bei elektrobetäubten Forellen (REIMERS 2008) bzw. eine durch die intrazelluläre Azidose und Hämolyse bedingte Erhöhung der Kaliumkonzentration diskutiert (MCDONALD u. MILLIGAN 1992).

Der Hämatokritwert der elektrisch durchströmten Karpfen (MW: 39,65 ± 4,88%) war tendenziell höher als bei den mittels Kopfschlag betäubten Karpfen (MW: 36,65 ± 5,56%), das ebenfalls auf eine möglicherweise höhere Stressbelastung der elektrisch durchströmten Tiere hindeuten könnte. Auch WELLS (1986) konnte zum Beispiel beim Gelbflossen-Thun höhere Hämatokritwerte nach Fangstress beobachten.

Allerdings werden hier auch auf zwischenartliche Variationen hingewiesen.

Veränderungen des Hämatokritwertes werden in der Literatur insgesamt sehr unterschiedlich bewertet. So konnte HALLERMANN (2010) bei Karpfen keinen Effekt von Stress auf die Hämatokritwerte feststellen und auch REIMERS (2008) konnte bei Regenbogenforellen keinen Zusammenhang zu einer Stressbelastung sehen.

Zusammenfassend scheinen als relativ robuste Stressindikatoren Blutparameter wie Cortisol, Laktat und Glucose dienen zu können, die im Falle einer Stressbelastung erhöhte Werte aufwiesen.

Die durch den Prozess der elektrischen Durchströmung veränderten Stressparameter spiegeln sich auch in der Fleischqualität wieder. So wurde oben schon der Einfluss einer vermehrten Laktatproduktion auf einen niedrigeren Anfangs-pH-Wert und erhöhte Leitfähigkeit des Fleisches gezeigt. Durch die Elektrobetäubung bedingte Blutungen in der Muskulatur sind bei einigen Fischarten, insbesondere bei Forellen beschrieben (ROTH et al. 2003; NORDGREEN et al.

2008; REIMERS 2008; EFSA 2009b) und können die Filet-Qualität erheblich mindern. In unseren Untersuchungen waren bei Karpfen äußerlich Strommarken und in der Muskulatur nach Anschnitt ebenfalls Blutungen zu erkennen. Strommarken wurden vor allem bei den Karpfen beobachtet, bei denen die Elektrodenplatten seitlich platziert waren. Einblutungen wurden vor allem bei einer elektrischen Durchströmung von 150 Volt beobachtet. Diese Qualitätsmängel waren allerdings im Gegensatz zu den Auswirkungen, die bei Forellen beschrieben sind (REIMERS 2008), nicht so eklatant. Beeinflusst wird das Auftreten solcher Blutungen vor allem durch die Dauer der Einwirkung des elektrischen Stroms (ROTH et al. 2003), der Stärke des elektrischen Feldes (ROTH et al. 2003), bzw. der Stromliniendichteverteilung im Körper des Fisches (RAPP 1996), der Stromart und Position der Elektrodenplatten im Betäubungsbecken (REIMERS 2008). Bei Forellen scheint zusätzlich die Frequenz des eingesetzten Wechselstroms eine Rolle zu spielen (ROBB et al. 2002), wobei eine niedrige Frequenz mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Blutungen in der Muskulatur zusammenhängt (LINES et al. 2003).

Der Einfluss des Betäubungsverfahrens auf die Fleischqualität von Karpfen bedarf einer differenzierteren Betrachtung, nachdem ein Verfahren zur elektrischen Durchströmung etabliert ist, das den Karpfen in einen Betäubungszustand versetzen kann, der bis zur Schlachtung andauert.