Einfluss von Laurinsäure im Futtermittel auf Schlachtkörperparameter und Fleischqualitätskriterien sowie das Vorkommen von Campylobacter spp. bei verschiedenen Broilergenetiken

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Verlag: Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft Service GmbH 35392 Gießen · Friedrichstraße 17 · Tel. 0641 / 24466 · Fax: 0641 / 25375

E-Mail: info@dvg.de · Internet: www.dvg.de ISBN 978-3-86345-348-0

Katrin Zeiger Hannover 2016

Tierärztliche Hochschule Hannover

Einfluss von Laurinsäure im Futtermittel auf Schlachtkörperparameter und

Fleischqualitätskriterien sowie das Vorkommen von Campylobacter spp. bei

verschiedenen Broilergenetiken

INAUGURAL - DISSERTATION

zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin – Doctor medicinae veterinariae –

(Dr. med. vet.)

vorgelegt von Katrin Zeiger Aschaffenburg

Hannover 2016

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Deutschen Nationalbibliografie;

Detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.

1. Auflage 2016

Printed in Germany

ISBN 978-3-86345-348-0

Verlag: DVG Service GmbH Friedrichstraße 17

35392 Gießen 0641/24466 info@dvg.de www.dvg.de

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Tierärztliche Hochschule Hannover

Einfluss von Laurinsäure im Futtermittel auf

Schlachtkörperparameter und Fleischqualitätskriterien sowie das Vorkommen von Campylobacter spp. bei verschiedenen

Broilergenetiken

INAUGURAL - DISSERTATION

zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin – Doctor medicinae veterinariae –

(Dr. med. vet.)

vorgelegt von Katrin Zeiger Aschaffenburg

Hannover 2016

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Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. Diana Meemken

Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

1. Gutachter: Prof. Dr. Diana Meemken 2. Gutachter: Prof. Dr. Christian Visscher

Tag der mündlichen Prüfung: 26.09.2016

Das Projekt wurde finanziell durch die Ahrberg-Stiftung unterstützt.

(7)

Meiner Familie

(8)

(9)

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis ... 5

Abkürzungsverzeichnis ... 9

1 Einleitung ... 13

2 Literaturübersicht ... 15

2.1 Campylobacter spp. ... 15

2.1.1 Taxonomie ... 15

2.1.2 Morphologie ... 15

2.1.3 Wachstumsbedingungen ... 16

2.1.4 Vorkommen und Bedeutung bei Geflügel ... 18

2.1.5 Vorkommen und Bedeutung beim Menschen ... 20

2.1.6 Bekämpfungsmaßnahmen ... 22

2.2 Laurinsäure ... 26

2.2.1 Eigenschaften der Laurinsäure ... 26

2.2.2 Allgemeines zum Einsatz von organischen Säuren ... 26

2.2.3 Antimikrobielle Wirkung organischer Säuren ... 28

2.2.4 Bisheriger Einsatz von Laurinsäure ... 29

2.3 Wasserbindungskapazität ... 30

2.4 Broilergenetiken ... 32

2.5 Ethische Gesichtspunkte ... 33

2.6 Zielsetzung der Studie ... 34

3 Material und Methoden ... 35

3.1 Aufzucht der Tiere ... 35

3.2 Schlachtung und Probennahme ... 37

3.3 Probenaufteilung/Versuchsaufbau ... 38

3.4 Wasserbindungskapazität und Textur ... 39

3.4.1 Tropfsaftverlust ... 39

3.4.2 Auftauverlust ... 40

3.4.3 Kochverlust ... 41

3.5 Scherkraft ... 41

(10)

3.6.2 Elektrische Leitfähigkeit ... 43

3.6.3 Farbe ... 43

3.6.4 Chemische Vollanalyse ... 44

3.7 Inokulationsversuche ... 47

3.8 Fettsäuremusteranalyse ... 47

3.9 Statistische Auswertung ... 48

4 Ergebnisse ... 49

4.1 Schlachtkörperparameter ... 49

4.2 Fleischqualitätsparameter ... 51

4.3 Chemische Vollanalyse ... 54

4.4 Mikrobiologie ... 56

4.5 Fettsäuremuster ... 57

5 Diskussion ... 59

5.1 Kritische Betrachtung des Versuchsaufbaues ... 60

5.1.1 Tierhaltung ... 60

5.1.2 Geschlechterverhältnis ... 61

5.1.3 Sektionsprozess ... 61

5.1.4 Inokulationsversuche ... 62

5.2 Diskussion der Ergebnisse ... 63

5.2.1 Schlachtkörperparameter ... 63

5.2.2 Fleischqualitätsparameter ... 65

5.2.4 Laurinsäure ... 74

5.2.5 Campylobacter spp. ... 76

6 Schlussfolgerungen und Ausblick ... 81

7 Zusammenfassung ... 83

8 Summary ... 87

9 Literaturverzeichnis ... 91

10 Anhang ... 117

(11)

10.1 Rechtstexte ... 117

10.2 Standardabweichungen ... 118

10.3 Einzelwerte 1. Durchgang ... 122

10.3.3 Mikrobiologische Auswertungen ... 136

10.3.4 Fettsäuremuster ... 139

10.6 Tabellenverzeichnis ... 179

10.7 Abbildungsverzeichnis ... 186

11 Danksagung ... 187

(12)

(13)

Abkürzungsverzeichnis

a*-Wert Rotwert

ABl. Amtsblatt

A. dest. Aqua destillata; destilliertes Wasser

AGAV Anfangsgewicht von Auftauverlustbestimmung AGKV Anfangsgewicht von Kochverlustbestimmung AGTV Anfangsgewicht von Tropfsaftverlustbestimmung ANOVA analysis of variance

b*-Wert Gelbwert

BFR Bundesinstitut für Risikobewertung

C. Campylobacter

ca. circa

Cl. Clostridium

DFD dark, firm, dry (dunkel, fest, trocken) DLG Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft

DNA Desoxyribonukleinacid (Desoxyribonukleinsäure)

E. Escherichia

EFSA European Food Safety Authority (Europäische Lebensmittelsicherheitsbehörde)

EGAV Endgewicht von Auftauverlustbestimmung EGKV Endgewicht von Kochverlustbestimmung EGTV Endgewicht von Tropfsaftverlustbestimmung

HJA Hubbard JA 757

KbE Kolonie bildende Einheiten L*-Wert Helligkeitswert

LBL Lohmann Brown Classic „Langmast“

LBK Lohmann Brown Classic „Kurzmast“

LD Lohmann Dual

LF Elektrische Leitfähigkeit

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MPS Musculus pectoralis superficialis

MRSA Methicillin resistenter Staphylococcus aureus

mS Millisiemens

MW Mittelwert

N Newton

n. s. nicht signifikant

pKs Maß für die Stärke einer Säure

p. m. post mortem

PSE pale, soft, exsudative (blass, weich, wässrig)

R308 Ross 308

s. siehe

Stabw. Standardabweichung VBNC viable but non culturable

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Teilergebnisse dieser Dissertation wurden an folgenden Stellen veröffentlicht:

K. Zeiger, J. Popp, J. Hankel, C. Visscher, D. Meemken :

„Laurinsäure als Futterzusatz – Einfluss auf Campylobacter spp. im Geflügelfleisch“

(Poster)

In: 16. Fachtagung für Fleisch- und Geflügelfleischhygiene 2016 vom 01.-02.03.2016 in Berlin, Tagungsband

J. Hankel, K. Zeiger, J. Popp, D. Meemken, C. Visscher

“Influence of distilled palm kernel fatty acids on the susceptibility of chicken to an experimental Campylobacter jejuni infection” (Abstract)

In: 20th Congress of the European Society of Veterinary and Comparative Nutrition (ESVCN) in Berlin vom 15.-17.09.2016

J. Popp, K. Zeiger, J. Hankel, C. Visscher, G. Klein, D. Meemken

„Einfluss von Laurinsäure auf die experimentelle Besiedlung von Campylobacter spp.

bei Broilern der Genetik Hubbard JA 757“ (Poster)

In: 57. Arbeitstagung der DVG e. V., Arbeitsgebiet „Lebensmittelhygiene“ in Garmisch- Partenkirchen vom 27.-30.09.2016

J. Hankel, J. Senkpiel, K. Zeiger, J. Popp, D. Meemken, C. Visscher

“Influence of partial replacement of fat by distilled palm kernel fatty acids in a complete diet on the lauric acid content in the gastrointestinal tract of broiler chicken”

In: 70. Tagung der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie in Hannover vom 08.- 10.03.2016

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Einleitung

1 Einleitung

Die Campylobakteriose ist derzeit die häufigste bakterielle lebensmittelassoziierte Zoonose beim Menschen mit über 230.000 Fällen in Europa im Jahr 2014 (EFSA 2015). Im Jahr 2015 wurden in Deutschland 69.882 Fälle registriert (SEEDAT 2016), wobei von einer hohen Dunkelziffer auszugehen ist.

Laut der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit sind Campylobacter jejuni (ca. 80 %) und Campylobacter coli (ca. 7 %) die beiden am häufigsten isolierten Erreger bei den gemeldeten humanen Infektionen (EFSA 2015). Diese Bakterien können bei Nutztieren (hauptsächlich Geflügel, aber auch Schweinen, Rindern, Schafen, usw.) oder von diesen Tieren gewonnenen Lebensmitteln sowie bei Wild- und Haustieren auftreten.

Die meisten Infektionen sind jedoch auf kontaminiertes Geflügelfleisch zurückzuführen (EFSA 2015). Untersuchungen auf unterschiedlichen Produktionsstufen von ca. 6.700 Broilerfleischproben ergaben in 38,4 % der Fälle positive Nachweise von Campylobacter spp. (EFSA 2015). Da schon eine geringe Dosis von ≥ 500 Keimen ausreicht, um, insbesondere bei Kindern, eine Infektion auszulösen (ROBINSON 1981; KOTHARY u.

BABU 2001; HUMPHREY u. JORGENSEN 2006), wird auf allen Ebenen der Lebensmittelkette („from stable to table“) versucht, die Keimbelastung zu reduzieren.

Auf Schlachthofebene kommt es häufig durch den Schlachtprozess zur Kontamination der Karkassen mit Darminhalt, in welchem sich bei Campylobacter-positiven Tieren diese Bakterien sehr häufig in hohen Konzentrationen nachweisen lassen oder es kann zur Kreuzkontamination zwischen Campylobacter-positiven und Campylobacter-negativen Tieren im Laufe des Schlachtprozesses kommen (SASAKI et al. 2014; MAROTTA et al.

2015). Diese Kontamination lässt sich zwar durch die Optimierung der Schlachtprozesse verringern, jedoch auch aufgrund der angewandten Schlachttechnik nicht gänzlich vermeiden. Selbst bei der Kühlung tritt keine vollständige Elimination auf, da Campylobacter spp. bei geringen Temperaturen zwar nicht vermehrungsfähig, aber dennoch überlebensfähig und auch infektiös bleiben (SOLOW et al. 2003). Bei den Bekämpfungsmaßnahmen unterscheidet man zwischen sogenannten pre-harvest Interventionen, d. h. Maßnahmen, die vor der Schlachtung durchgeführt werden und den post-harvest Interventionen, also Maßnahmen, die ab dem Zeitpunkt der Schlachtung bis

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zum Verzehr durchgeführt werden. Während eine Verringerung der Herdenprävalenzen als beispielhafte pre-harvest Intervention in linearem Zusammenhang mit der Reduzierung der Inzidenz von Campylobakteriose-Fällen beim Menschen steht, könnte man durch eine Abtötung der Keime um ca. 2 log10-Stufen auf dem Fleisch im Rahmen von post-harvest Interventionen die Inzidenz um das 30-fache verringern (ROSENQUIST et al. 2003).

Der Ansatz der vorliegenden Studie war es, den in vitro nachgewiesenen, antimikrobiellen Effekt von Laurinsäure (MOLATOVA et al. 2010) zu nutzen, um Campylobacter spp. auf dem Geflügelfleisch zu reduzieren. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ein Futter eingesetzt, welches mit destillierten Palmkernfettsäuren ergänzt wurde.

Palmkernfettsäuredestillate entstehen bei der Raffination von Palmkernöl und sind reich an Laurinsäure. Durch einen Inokulationsversuch mit einem definierten Keimgehalt an Campylobacter coli sollte im Folgenden geklärt werden, ob die Konzentration der Laurinsäure im Fleisch der mit Laurinsäure gefütterten Broiler ausreicht, um eine Reduktion der Keime zu erzielen.

Mögliche Auswirkungen von Laurinsäure auf die Mastleistung sind noch nicht hinreichend bekannt. Untersuchungen zu anderen organischen Fettsäuren zeigten unterschiedliche Ergebnisse bezüglich dieser Parameter. Während bei einigen organischen Fettsäuren (Butter-, Fumar- und Milchsäure) positive Effekte auf die Mastleistung der Broiler festgestellt werden konnten (ADIL et al. 2010), zeigten sich bei Rapsölraffinationsfettsäuren negative Effekte auf die Schlachtausbeute (ROTH et al. 1993).

Deshalb sollte des Weiteren geprüft werden, ob und in welchem Ausmaß der Zusatz von Laurinsäure im Futtermittel einen Einfluss auf das Fleisch der Broiler bezüglich Ausbeute und Qualität hat.

Schließlich wurden für die vorliegende Studie vier verschiedene Broilergenetiken herangezogen: schnell wachsende Masthybriden (Ross 308), langsam wachsende Masthybriden (Hubbard JA 757), männliche Zweinutzungshühner (Lohmann Dual) und männliche Vertreter der Legelinien (Lohmann Brown Classic), um die Unterschiede in den Schlachtkörperparametern sowie den Fleischqualitätskriterien näher zu charakterisieren.

(19)

Literaturübersicht

2 Literaturübersicht

2.1 Campylobacter spp.

2.1.1 Taxonomie

Die Gattung Campylobacter beinhaltet 34 Spezies sowie 14 Subspezies (EUZÉBY 1997, 2016). Sie wird taxonomisch mit Arcobacter, Dephalospirillum und Sulfurospirillum in die Familie der Campylobacteriaceae eingeordnet. Bevor SEBALD u. VERON (1963) die Bakterien in die neue Gattung einordneten, bezeichnete man die mikroaerophilen, korkenzieherförmigen Bakterien als den Vibrionen zugehörig. Erstmals isoliert wurden diese Erreger im Jahre 1906 in abortierten Schafföten (MACFADYEAN u. STOCKMAN 1913). Einige Jahre später gelang es SMITH u. TAYLOR (1919) ähnliche Keime aus abortierten Rinderföten zu isolieren. Die erste Isolierung im Zusammenhang mit Durchfallerkrankungen gelang erst zwölf Jahre später aus dem Darm von Kälbern (JONES et al. 1931). Nach mehr als 40 weiteren Jahren wurde der Zusammenhang zwischen diesen Bakterien, die zu diesem Zeitpunkt als „vibrio related“ bezeichnet wurden (KING 1957), und Durchfallerkrankungen beim Menschen sowie ihre Pathogenität erkannt (DEKEYSER et al. 1972; BUTZLER et al. 1973). Campylobacter (C.) jejuni, C. coli, C. lari und C.

upsalensis werden aufgrund ihrer optimalen Wachstumsbedingung bei 42 – 43 °C als thermophile Campylobacter bezeichnet (PENNER 1988; BUTZLER 2004), wobei die beiden erstgenannten Spezies den größten Anteil ausmachen, auf den die in der Regel lebensmittelbedingte Zoonose Campylobakteriose zurückzuführen ist (EFSA 2015). Erst kürzlich gelang es eine neue Spezies von thermophilen Campylobacter zu isolieren, die im Zusammenhang mit der „spotted liver disease“ bei Legehennen aufgetreten waren (CRAWSHAW et al. 2015).

2.1.2 Morphologie

Campylobacter spp. sind gram-negative, korkenzieherförmige Stäbchenbakterien, die sich aufgrund ihrer monotrichen, uni- oder bipolaren Begeißelung fortbewegen können. Sie sind 0,5 bis 5 μm lang und besitzen einen Durchmesser von 0,2 bis 0,9 μm (SEBALD u.

(20)

VERON 1963). Sie sind zwar keine Sporenbildner, können sich jedoch unter Stressbedingungen in kokkoide Formen umwandeln (VANDAMME et al. 1991). Des Weiteren können diese Erreger unter Stressbedingungen eine Sonderform eingehen, die als

„viable but not culturable“ (VBNC; übersetzt: lebend, aber nicht kultivierbar) bezeichnet wird (OLIVER 2010). CHAVEERACH et al. (2003) erkannten diese VBNC-Stadien bei Campylobacter-Stämmen in saurem Milieu. Die Abkürzung VBNC bedeutet, dass die Bakterien sich nicht mehr mit den üblicherweise verwendeten Verfahren kulturell nachweisen lassen, jedoch noch Stoffwechselaktivität festzustellen ist (CAPPELIER u.

FEDERIGHI 1998). Es ist davon auszugehen, dass sie ihre Infektiösität wiedererlangen können (CHAVEERACH et al. 2003). Die dabei genutzten Mechanismen sind jedoch noch nicht vollständig geklärt (JACKSON et al. 2009). Heute werden bereits erste erfolgreiche Versuche unternommen, um diese VBNC-Zellen mittels Polymerase-Kettenreaktion von toten Bakterien abzugrenzen (SEINIGE et al. 2014).

Die Kolonien stellen sich morphologisch je nach Agar, Feuchtigkeitsgrad des Agars und Alter der Kolonien unterschiedlich dar. Auf dem modifizierten Aktivkohle-Cefoparazone- Desoxycholat-Agar (mCCDA) zeigen sie sich bei feuchtem Agar als runde, weißlich- durchscheinende bis gräuliche, glatte, glänzende Einzelkolonien, die ca. 0,5 bis 2 mm im Durchmesser besitzen (BUCK u. KELLY 1981). Die Größe der Kolonien ist vom Alter abhängig. Junge Kolonien erscheinen als sehr feine Wassertropfen, da sie fast durchsichtig sind (LINE 2001). Trocknen die Nährböden bzw. altern die Kulturen, so werden die Kolonien zunehmend unregelmäßig, erhaben und können bis ins Graubräunliche gehen.

2.1.3 Wachstumsbedingungen 2.1.3.1 Milieu

Campylobacter spp. gelten als sehr anspruchsvoll in ihren Wachstumsbedingungen. Diese Bakterien benötigen für ihr Wachstum ein streng mikroaerophiles Milieu (KAAKOUSH et al. 2007). Eine Atmosphäre von 5-10 % Sauerstoff, ca. 10 % Kohlenstoffdioxid und 80-85 % Stickstoff gilt als optimal (THOMPSON et al. 1990). Ein Wachstum unter strikt anaeroben Bedingungen ist nicht möglich. Als Ursache hierfür wird die Notwendigkeit von

(21)

Literaturübersicht

Sauerstoff bei der DNA-Synthese angenommen (SELLARS et al. 2002). Bei höheren Sauerstoffgehalten als 15 % ist ein Wachstum möglich, jedoch in reduziertem Ausmaß. Das hierbei wichtigste Enzym ist die Superoxid-Dismutase, welche in verschiedenen genetischen Stämmen unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Diese variierende Ausprägung wird für die Unterschiede in der Überlebensfähigkeit der Campylobacter-Stämme in Milch, Geflügelfleisch und bei Gefrierung verantwortlich gemacht, aber auch mit der Fähigkeit, Zellen zu infiltrieren bzw. zu infizieren, in Zusammenhang gebracht (PARK 2002).

2.1.3.2 pH-Wert

Bakterien können bei verschiedenen pH-Werten unterschiedlich gut wachsen. Das pH- Optimum von Campylobacter spp. liegt bei pH 6,5 bis 7,5. Wachstum konnte aber bei pH- Werten von 5,5 bis 8,0 beobachtet werden. Bei pH-Werten unter 4,7 konnte sich keiner der von DOYLE u. ROMAN (1981) getesteten Stämme vermehren. Eine Studie von SHAHEEN et al. (2007) zeigte, dass bei einem pH-Wert von 4,0 und 5,0 C. coli deutlich empfindlicher mit einer Keimzahlreduktion reagiert als C. jejuni, während bei Untersuchungen von CHAVEERACH et al. (2002) keine Unterschiede zwischen den beiden Spezies festgestellt werden konnten. Bei einem pH-Wert von 4,0 ergaben Untersuchungen für C. jejuni und C. coli, dass die Zellen in das VBNC-Stadium übergingen (CHAVEERACH et al. 2003). Für Geflügelfleisch gelten pH-Werte zwischen 5,5 und 6,8 als Norm (RISTIC u. DAMME 2010). Dies bedeutet, dass Campylobacter spp.

optimale pH-Werte und somit gute Überlebensbedingungen auf Geflügelfleisch vorfinden.

2.1.3.3 Temperatur

Verschiedene Studien konnten nachweisen, dass die Temperatur ebenfalls eine bedeutende Rolle bei dem Wachstum von Campylobacter spp. spielt. So zeigte sich bei Untersuchungen von GARÉNAUX et al. (2008), dass die Temperatur einen großen Einfluss auf die Anfälligkeit von Campylobacter jejuni gegenüber oxidativem Stress hat.

Während LEE et al. (1998) herausfanden, dass bei 4 °C und auch bei Raumtemperatur eine Vermehrung von Campylobacter stattfand, beschrieben CHAN et al. (2001) ausschließlich längere Überlebensdauern bei 4 °C als bei Raumtemperatur, jedoch keine Vermehrung.

(22)

Dies stimmt mit Untersuchungen von HAZELEGER et al. (1998) überein, bei denen bei 4 °C Stoffwechselaktivitäten wie ATP-Produktion, Proteinsynthese, Katalaseaktivität, Sauerstoffverbrauch und Chemotaxis beobachtet werden konnte, allerdings kein Wachstum bei Temperaturen von unter 30 °C festgestellt wurde. Auch SOLOW et al. (2003) haben übereinstimmende Ergebnisse erzielt. In ihrer Studie haben sie die Überlebensraten von Campylobacter jejuni und C. coli getestet und herausgefunden, dass innerhalb von 48 Stunden die größte Reduktion bei -20 °C, gefolgt von 25 °C, auftrat. Bei 4 °C ließ sich keine Verminderung der Keimzahlen feststellen. Die vom Bundesinstitut für Risikobewertung (BFR) empfohlene Temperatur zur gekühlten Lagerung von Geflügelfleisch liegt bei 4 °C (BFR 2006). Es ist daher davon auszugehen, dass Campylobacter spp. dazu fähig sind, bei diesen Kühlschranktemperaturen auf Geflügelfleisch zu überleben. Die optimale Temperatur für das Wachstum und die Vermehrung dieser Bakterien liegt bei 42-43 °C. Hieraus ergibt sich die Bezeichnung der

„thermophilen Campylobacter spp.“, zu welchen man C. jejuni, C. coli, C. lari und C.

upsalensis zählt (PENNER 1988; BUTZLER 2004). Die Herstellung eines sicheren Lebensmittels für den Verbraucher ist bei kontaminiertem Geflügelfleisch nur gewährleistet, wenn bei der Erhitzung eine Kerntemperatur von über 70 °C erreicht wird (BFR 2006).

2.1.4 Vorkommen und Bedeutung bei Geflügel

Campylobacter spp. werden von vielen Autoren als generell apathogene Kommensalen der Darmflora bei Geflügel betrachtet (STERN u. MEINERSMANN 1989; WASSENAAR u.

WAGENAAR 2000; HENDRIXSON u. DIRITA 2004; LEE u. NEWELL 2006;

HERMANS et al. 2012b). PIELSTICKER et al. (2012) postulieren im Gegensatz dazu, dass Campylobacter ausschließlich bei gesunden Hühnern als apathogen zu betrachten sind.

HUMPHREY et al. (2014) fanden heraus, dass, abhängig von der Broilergenetik, unterschiedliche Immunantworten bei den Tieren ausgelöst werden können. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass Campylobacter spp. keine Kommensalen im Magen-Darmtrakt von Geflügel sein könnten. Auch wird bezweifelt, dass sie ein Bestandteil der physiologischen intestinalen Flora sind (VAN DE GIESSEN et al. 1992).

(23)

Literaturübersicht

In der Regel infizieren sich die Hühner in der zweiten bis dritten Lebenswoche, da sie in der Zeit davor vermutlich durch maternale Antikörper geschützt sind (SAHIN et al. 2003;

CAWTHRAW u. NEWELL 2010). Obwohl Campylobacter spp. oft in klinisch gesunden Geflügelbeständen nachgewiesen werden (GLÜNDER et al. 1998), konnte bei gesund erscheinenden, aber infizierten Broilern ein verringertes Wachstum festgestellt werden (AWAD et al. 2015). Hierfür werden von den Autoren die Verschlechterung der Resorption durch Verringerung der Darmzottenlänge und –oberfläche sowie Kryptentiefe verantwortlich gemacht. Auch RUIZ-PALACIOS et al. (1981) konnten verminderte Wachstumsraten bei infizierten Küken feststellen.

In Broilerpopulationen wurden mehrere Untersuchungen zur Prävalenz von Campylobacter spp. durchgeführt. Betrachtet man die Prävalenz von Campylobacter spp. in Europa in den Geflügelpopulationen, ergeben sich Schwankungen zwischen 18 und mehr als 90 %. Die Schwankungen zeigen sich auch in geographischen Unterschieden: die südlicher gelegenen europäischen Länder besitzen höhere Prävalenzen als die nördlicher gelegenen Länder (NEWELL u. FEARNLEY 2003). Bei dem Vergleich zwischen intensiv gehaltenen zu extensiv gehaltenen Mastgeflügelbeständen bzw. ökologischen Haltungsformen wiesen erstgenannte geringere Prävalenzen als die anderen Haltungsformen auf. Dies wurde auf die Möglichkeit zurückgeführt, dass die nicht intensiv gehaltenen Bestände durch ihren Auslauf mehr Kontakt zur Umwelt haben und somit ein höheres Risiko sich zu infizieren (HEUER et al. 2001). MIRAGLIA et al. (2007) stellten jedoch keinen Einfluss der Haltungsform auf die Prävalenz von Campylobacter bei Hühnerherden fest.

In der Umwelt von Geflügelhaltungen werden Zugvögel (PACHA et al. 1988) und andere Wildvogelpopulationen (KELLER u. SHRIVER 2014) als mögliche Ansteckungsquelle angesehen, jedoch unterscheiden sich die Stämme häufig von denen, die beim Menschen gefunden werden (BROMAN et al. 2004). Bei einer Untersuchung in Finnland waren die größten Übereinstimmungen in den Sequenztypen zwischen humanen Isolaten und anderen Quellen bei natürlichen Gewässern und Geflügelbeständen zu finden (DE HAAN et al.

2013).

(24)

In Geflügelbeständen bestehen erhebliche saisonale Schwankungen in der Anzahl der infizierten Tiere (REICH et al. 2008). Als Ursachen werden unterschiedliche Anzahl an Sonnenstunden, minimale und maximale Temperatur, sowie das Auftreten von Vektoren, wie z. B. Fliegen, angesehen (WALLACE et al. 1997; HALD et al. 2001; OBIRI-DANSO et al. 2001; EKDAHL et al. 2005; NICHOLS 2005; HALD et al. 2007). Diese Saisonalität ist auch bei Fleisch- und Milchrindern zu beobachten. Hierbei konnten jedoch keine Zusammenhänge zwischen Temperatur, Sonnenstunden oder Regenfällen hergestellt werden (STANLEY et al. 1998).

Campylobacter-positive Herden, die zur Schlachtung an den Schlachthof abgeliefert werden, bergen das Risiko der Kontamination der Karkassen. Hierbei spielt die Kontamination bei der Eviszeration, aber auch die Kreuzkontamination von Campylobacter-negativen Herden am Schlachthof eine übergeordnete Rolle (REICH et al.

2008).

Betrachtet man den Kontaminationsstatus von Geflügelfleisch im Einzelhandel, so zeigt eine Untersuchung, die in Belgien durchgeführt wurde, dass über 30 % der beprobten Broilerkarkassen positiv waren, während die Nachweisraten bei Schweine-, Rind- und Kalbfleisch nur sehr gering waren (GHAFIR et al. 2007). Auch laut dem Bericht der Europäischen Lebensmittelsicherheitsbehörde geht von kontaminiertem Geflügelfleisch das größte zoonotische Potential aus. Bei 6.703 an Schlachthöfen, Zerlegebetrieben und im Einzelhandel entnommenen Proben stellten sich 38,4 % als Campylobacter-positiv heraus (EFSA 2015). In Argentinien wurden sogar über 83 % der beprobten Karkassen im Einzelhandel Campylobacter-positiv getestet (ZBRUN et al. 2013).

2.1.5 Vorkommen und Bedeutung beim Menschen

Die Europäische Lebensmittelsicherheitsbehörde beschreibt 236.851 gemeldete Campylobakteriose-Fälle in ihrem Abschlussbericht für das Jahr 2014 (EFSA 2015). Diese Erkrankung ist damit die häufigste bakteriell bedingte, lebensmittelassoziierte Zoonose in Europa. Folglich ist die Suche nach erfolgreichen Bekämpfungsmaßnahmen sehr bedeutsam für das Gesundheitswesen. Seit dem Jahr 2005 übersteigt die Anzahl an

(25)

Literaturübersicht

Campylobakteriosen die der Salmonellosen mit einer in den letzten Jahren auf hohem Niveau undulierenden Anzahl von ca. 60.000 bis 70.000 an das Robert-Koch-Institut gemeldeten Fällen allein in Deutschland (SEEDAT 2016). Hierbei ist von einer hohen Dunkelziffer auszugehen. WHEELER et al. (1999) schätzen für Großbritannien, dass auf jeden gemeldeten Fall etwa neun nicht registrierte kommen. Diesen Aspekt berücksichtigend, schätzt die Weltgesundheitsorganisation, dass sich jedes Jahr ca. 1 % der Bevölkerung in Westeuropa mit Campylobacter spp. infizieren (NOTERMANS 1994). Die saisonalen Schwankungen, die in der Anzahl der Campylobacter-Infektionen auftreten, sind ebenfalls in Oberflächengewässern (SOPWITH et al. 2008) und in Broilerpopulationen (WEBER et al. 2014) zu beobachten. Auch in den Vereinigten Staaten von Amerika ist diese Saisonalität bei Lebensmitteln, Gewässern und Erkrankungsfällen zu beobachten (WILLIAMS et al. 2015). Es gelang erst im Jahr 2004 die saisonalen Schwankungen der Campylobakteriose-Fälle in Verbindung mit der Jahreszeit zu bringen (PATRICK et al.

2004). In der Studie von YUN et al. (2016) konnte erstmals der zeitliche Zusammenhang zwischen Umgebungstemperaturschwankungen und der gemeldeten Anzahl von Campylobacter-Infektionen statistisch abgesichert werden. Es stellte sich dabei heraus, dass es in Deutschland eine Verzögerungszeit von etwa vier Wochen für Campylobacter jejuni und etwa sieben Wochen bei Campylobacter coli vom Auftreten des Temperatur-Peaks bis zum Anstieg der Campylobakteriose-Fälle gibt.

Mögliche Ansteckungsquellen für den Menschen sind der Konsum von kontaminiertem Fleisch, kontaminierter Milch und anderen Lebensmitteln (PAINTER et al. 2013), aber auch Haustiere (FRIEDMAN et al. 2004) und die Umwelt (JAKOPANEC et al. 2008;

STRACHAN et al. 2013; ZAPPE-PASTUREL et al. 2013) spielen eine Rolle. Hierbei werden als Hauptursachen für den Ausbruch der Campylobacter-Enteritiden der Verzehr von unzureichend erhitztem Geflügelfleisch oder mangelnde Küchenhygiene während der Zubereitung angesehen (MULLNER et al. 2009; RAVEL et al. 2009; PIRES et al. 2010;

PAINTER et al. 2013; EFSA 2015). Schon sehr geringe Keimzahlen (≥ 500) können für eine Infektion beim Menschen ausreichen (ROBINSON 1981; KOTHARY u. BABU 2001;

HUMPHREY u. JORGENSEN 2006).

(26)

Die Infektion ist beim Menschen häufig durch selbstlimitierende, fieberhafte, relativ kurz andauernde, teils blutige Enteritiden, oft einhergehend mit Übelkeit und selten Erbrechen, gekennzeichnet (JANSSEN et al. 2008; DASTI et al. 2010). Bei Kindern und älteren Menschen kann sie zu erheblichen Komplikationen bis hin zum Tode führen (WIECZOREK u. OSEK 2005). In Einzelfällen kann es auch zu Spätfolgen wie reaktiven Arthritiden oder auch dem Guillain-Barré Syndrom, einer meist reversiblen, aufsteigenden Nervenlähmung, kommen (REES et al. 1995; NACHAMKIN et al. 1998; NYATI u.

NYATI 2013).

2.1.6 Bekämpfungsmaßnahmen

Aufgrund der hohen Anzahl an humanen Campylobacter-Infektionen wird nach wirksamen Bekämpfungsstrategien gegen diese Erreger gesucht. Dabei beziehen sich die Herangehensweisen sowohl auf Stall- und Schlachthofebene (pre- und post-harvest Interventionen), als auch die bessere Aufklärung und Information des Verbrauchers (STERN et al. 2003; ROSENQUIST et al. 2009).

2.1.6.1 Pre-Harvest Interventionen

Als pre-harvest Interventionen sind neben der Einhaltung von biologischen Sicherheitsrichtlinien wie Zugangsbeschränkung und Vektorenbekämpfung auch die Modifizierung von Futter und Wasser sowie der Einsatz von Bakteriophagen oder elektrolysiertem, oxidierendem Wasser möglich (FISCHER et al. 2013; KITTLER et al.

2013; RASSCHAERT et al. 2013; KLEIN et al. 2015). Auch die passive oder aktive Immunisierung der Broiler gilt als mögliche Maßnahme, um Campylobacter auf Herdenebene zu bekämpfen (MEUNIER et al. 2016). In Dänemark gelang es, die Zahl der Campylobakteriose-Fälle um 12 % zu reduzieren, indem die Biosicherheit verbessert, Campylobacter-positive Herden nur für gefrorene Produkte verwendet und die Verbraucher mit entsprechenden Kampagnen informiert wurden (ROSENQUIST et al. 2009). Mit ähnlichen Maßnahmen gelang es, in Island die Prävalenz von 116 auf 33 Fälle pro 100.000 Einwohner zu senken (STERN et al. 2003).

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Literaturübersicht

Bakteriophagen

Bakteriophagen sind natürlicherweise vorkommende Viren, die auf Bakterien als Wirte spezialisiert sind (GORSKI u. WEBER-DABROWSKA 2005). Sie wurden in der Vergangenheit schon erfolgreich gegen Campylobacter eingesetzt. So zeigten FISCHER et al. (2013), dass es mit Hilfe einer einzelnen Phage und auch eines Phagen-Cocktails möglich war, die intestinale Campylobacter-Keimzahl zu reduzieren. Den gleichen Phagen- Cocktail setzten KITTLER et al. (2013) in einem Feldversuch ein. Dabei wurden die Phagen dem Trinkwasser zugesetzt und es konnte eine Reduktion von 3,2 log10 KbE/g Caecuminhalt bei der Schlachtung im Vergleich zur Kontrollgruppe festgestellt werden.

Trinkwasseradditive

Andere Studien beschäftigen sich mit dem Zusatz von organischen Säuren zum Trinkwasser, um die Campylobacter-Last zu reduzieren. Obwohl die eingesetzten Substanzen in vitro gute Resultate erbrachten, konnte in vivo in der Regel kaum oder kein reduzierender Effekt auf Campylobacter festgestellt werden. METCALF et al. (2011) untersuchten den Effekt von Caprylsäure, die drei Tage vor Schlachtung den Broilern ins Trinkwasser gegeben wurde. Sie erzielten damit eine Reduktion von 2,9 log10 KbE/g Caecuminhalt bei einer Konzentration von 0,175 % Caprylsäure im Wasser. Bei den anderen eingesetzten Konzentrationen (0,044 %; 0,088 %; 0,35 %; 0,7 %; 1,4 %) konnte kein reduzierender Effekt festgestellt werden. Auch konnte im zweiten Versuchsdurchgang diese Beobachtung nicht reproduziert werden. Darüber hinaus stellten HERMANS et al.

(2012a, 2012c) fest, dass durch die Applikation von verschiedenen organischen Säuren, darunter Capryl- und Laurinsäure, weder die Besiedelung mit Campylobacter verhindert, noch eine Keimzahlreduzierung im Caecum erreicht werden konnte. Auch kommerziell erhältliche Säuregemische ergaben keine zufriedenstellenden Ergebnisse. Zwar konnte das Trinkwasser mit Selko DWB^® (Fa. Selko, Tilburg, Die Niederlande) Campylobacter-frei gehalten werden, bei der experimentellen Infektion schützte der Zusatz jedoch nicht vor einer Infektion der Broiler (CHAVEERACH et al. 2004). Auch wenn der Trinkwasserzusatz, hier PWT^® (Jones and Hamilton, Walbridge, OH, USA), im Vorfeld in vitro eine vielversprechende Wirkung zeigte, konnte in vivo keine Keimzahlreduzierung erreicht werden (HAUGHTON et al. 2013). Bei dem Einsatz eines kommerziell

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erhältlichen Trinkwasserzusatzes, in diesem Falle Selko^® 4Health (Fa. Selko, Tilburg, Die Niederlande), der auf organischen Säuren und mittelkettigen Fettsäuren basierte, konnte zwar in allen exponierten Gruppen eine geringere Keimzahl festgestellt werden, jedoch nur in wenigen Fällen waren diese Unterschiede auch signifikant (JANSEN et al. 2014). Der Grund für die relativ schlechte Wirksamkeit der ansäuernden Trinkwasserzusätze in vivo ist bis heute noch nicht geklärt.

Futteradditive

Als Futterzusatz wurden bereits verschiedene organische Säuren und mittelkettige Fettsäuren eingesetzt. Obwohl in vitro häufig sehr gute antimikrobielle Wirkungen festgestellt werden konnten, waren die in vivo erzielten Resultate eher kontrovers und oft nicht reproduzierbar. Caprylsäure (DE LOS SANTOS et al. 2008; DE LOS SANTOS et al.

2009; DE LOS SANTOS et al. 2010) oder Mixturen aus Capryl-, Caprin- und Laurinsäure (VAN GERWE et al. 2010) konnten als Futteradditiv in einigen Studien erfolgreich die Campylobacter-Keimzahlen im Darm von Broilern senken. Im Gegensatz dazu stellten HERMANS et al. (2010) weder beim Einsatz von Capryl- noch von Caprinsäure einen Effekt auf die Anzahl von Campylobacter spp. fest. Während VAN DEUN et al. (2008) in ihren Untersuchungen mit Buttersäure als Futteradditiv keine Keimreduktion feststellen konnten, war in der Studie von GUYARD-NICODEME et al. (2016) die Buttersäure die einzige der getesteten kurzkettigen Fettsäuren, die bis zum 42. Tag eine reduzierende Wirkung aufwies. Die Wirkweise organischer Säuren und die bisherigen Erfolge des Einsatzes von organischen Säuren und Fettsäuren werden in Kapitel 2.2 näher erläutert.

2.1.6.2 Post-Harvest Interventionen

Bekämpfungsmaßnahmen am Schlachthof betreffen in der Regel die Optimierung des Schlachtprozesses im Sinne der Guten Hygienischen Praxis oder auch Anpassungen bei den einzelnen Schlachtprozessschritten (SELIWIORSTOW et al. 2016). LEHNER et al. (2014) stellten beispielsweise fest, dass die Erhöhung der Brühtemperatur von 53,0 auf 53,9 °C eine effektive Reduzierung der Keimzahlen von Campylobacter spp. um mehr als 2 log10-Stufen hervorrief, jedoch mit dem Nachteil, dass Hautschäden an den Karkassen auftraten, die die Vermarktungsfähigkeit mit Haut behinderten. Dennoch zeigt diese Studie,

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Literaturübersicht

dass auch schon sehr geringe Modifikationen, hier also eine Erhöhung der Brühtemperatur um nur 0,9 °C, große Auswirkungen bei der Bekämpfung von Campylobacter spp.

aufweisen können.

Verschiedene Studien haben gezeigt, dass bei der Schlachtung von Campylobacter- positiven Herden nachfolgende, ursprünglich Campylobacter-negative Herden, kreuzkontaminiert werden können (SASAKI et al. 2014; MAROTTA et al. 2015). Die logistische Schlachtung ist eine wirksame Strategie, um diese Kreuzkontamination zu verhindern. Hierbei werden zuerst Campylobacter-freie Herden und nachfolgend die positiven Herden geschlachtet. Bei der Kreuzkontamination der Karkassen treten meist nur sehr geringe Keimzahlen bei den kreuzkontaminierten Karkassen auf (SASAKI et al.

2014). Aus diesem Grunde kann durch die logistische Schlachtung lediglich die Prävalenz der Karkassen, die mit einem geringen Keimgehalt kontaminiert sind, gesenkt werden.

Folglich ist die logistische Schlachtung bei dem Versuch, das Infektionsrisiko für den Menschen zu reduzieren, wenig effektiv (NAUTA et al. 2008).

Kurzzeitiges oder längerfristiges Einfrieren oder die chemische Behandlung der Karkassen waren hingegen mit einer Reduktion von 37-98 % der Campylobakteriose-Fälle beim Menschen sehr effektiv (ROMERO-BARRIOS et al. 2013).

Die Wirksamkeit der Bekämpfungsmaßnahmen wird als sehr unterschiedlich betrachtet. So zeigte eine Risikobewertung von ROSENQUIST et al. (2003), dass die Verringerung der Herdenprävalenz oder die Verringerung der Prävalenz kontaminierter Karkassen in einem linearen Zusammenhang die Campylobakteriose-Fällen beim Menschen reduzieren würde, wogegen eine quantitative Reduzierung der Keimzahl auf dem Fleisch um 2 log10 Stufen eine dreißigfache Verringerung dieser Fallzahlen mit sich brächte. Die quantitative Verringerung der Erreger auf dem Fleisch ist somit die effektivere Variante, um die Campylobakteriose beim Menschen einzudämmen.

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2.2 Laurinsäure

2.2.1 Eigenschaften der Laurinsäure

Laurinsäure ist eine mittelkettige Fettsäure mit zwölf Kohlenstoffatomen. Sie ist in großen Mengen (40-55 %) in Kokosnussfett und Palmkernöl vorhanden (YOUNG 1983). Bei der Raffination von Palmkernöl fallen Palmkernfettsäuredestillate als Nebenprodukt an. Diese sind mit mind. 38 % besonders reich an Laurinsäure (RECK 1985; NANDI et al. 2005).

Diese wird zu den organischen Säuren gezählt. Hierbei unterteilt man die Carbonsäuren anhand ihrer Kohlenstoffatome in kurz-, mittel- und langkettige Fettsäuren. Während MARTEN et al. (2006) die Gruppe der mittelkettigen Fettsäuren als C:6 bis C:10 definieren, zählen mehrere andere Autoren auch die Laurinsäure (C:12) hinzu (HEYDINGER u. NAKHASI 1996; TRAUL et al. 2000; LABARTHE et al. 2008).

2.2.2 Allgemeines zum Einsatz von organischen Säuren

Zahlreiche Untersuchungen zeigen, dass das zunehmende Auftreten von Resistenzen gegenüber Antibiotika auf den Einsatz derselben zurückzuführen ist. In einer Studie von LUANGTONGKUM et al. (2006) wurde die konventionelle Geflügelhaltung in Bezug auf Prävalenzen von Campylobacter spp. und ihrer Antibiotika-Resistenzen mit der ökologischen Haltung verglichen. Obwohl sich die Prävalenzen ähnelten, waren erheblich mehr Resistenzen in den konventionellen Haltungen zu beobachten. Auch in anderen Bereichen ist die zunehmende Anzahl an Resistenzen gegenüber Antibiotika ein ernst zu nehmendes Problem. Um die Ausbreitung der Antibiotikaresistenzen einzudämmen, wird nach anderen wirksamen Alternativen gegen Bakterien gesucht. Ein möglicher Ansatz hierfür ist, bestimmte organische Säuren als Zusatz im Futtermittel einzusetzen, um sich deren antimikrobielle Wirkung zu Nutze zu machen. Verschiedene kurz- und mittelkettige Fettsäuren wurden bereits unter diesem Gesichtspunkt untersucht.

Die Empfänglichkeit von Clostridium (Cl.) perfringens, Escherichia (E.) coli sowie Salmonella spp. gegenüber Capryl- und Caprinsäure konnte in vitro bereits nachgewiesen werden (SKRIVANOVA et al. 2006). Für die organischen Säuren Ameisen-, Essig- und Propionsäure sowie Kombinationen daraus konnten ebenfalls in vitro Keimzahlreduktionen

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Literaturübersicht

von Campylobacter spp. nachgewiesen werden (CHAVEERACH et al. 2002). Auch für Laurinsäure gibt es eine in vitro nachgewiesene antimikrobielle Wirkung gegenüber Campylobacter jejuni (MOLATOVA et al. 2010), Cl. perfringens, E. coli (SKRIVANOVA et al. 2014) und Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus (MRSA) (KITAHARA et al. 2006). In Kombination mit Kaliumhydroxid konnte, sowohl in vitro als auch in vivo, bei der Waschung von Geflügelkarkassen während des Schlachtprozesses eine keimreduzierende Wirkung von Laurinsäure beobachtet werden (HINTON u. INGRAM 2006). Ebensolche Beobachtungen einer bakteriziden Wirkweise konnten in Kombination von Laurinsäure mit Trikaliumphosphat und Myristinsäure beobachtet werden (HINTON u.

INGRAM 2005). In einer Studie von VAN DEUN et al. (2008) wurde Buttersäure als Futtermittelzusatz untersucht. Jedoch konnte hierbei nicht die Kolonisation des Blinddarmes mit C. jejuni verhindert werden. HERMANS et al. (2010) vermuten, dass der in vitro beobachtete bakterizide Effekt mittelkettiger Fettsäuren möglicherweise durch die schützende Wirkung der intestinalen Mukusschicht in vivo nicht zum Tragen kommt. Eine andere Studie untersuchte die Auswirkung des Futtermittelzusatzes einer Kombination aus Milch- und Essigsäure auf die Empfänglichkeit von Broilern gegenüber Campylobacter spp. und es stellte sich heraus, dass die exponierten Broiler weniger empfänglich waren im Vergleich zur Kontrollgruppe, wenn auch in limitiertem Ausmaß (HERES et al. 2004).

MOLATOVA et al. (2011) untersuchten den in vitro nachgewiesenen antimikrobiellen Effekt von Capryl- und Caprinsäure gegenüber Campylobacter jejuni (MOLATOVA et al.

2010) in einer in vivo Studie bei Hühnern und zeigten, dass in den ersten vier Tagen nach der künstlichen Infektion der Broiler eine deutliche Reduktion der Keimzahlen zu verzeichnen war, der Effekt dann aber nachließ. VAN GERWE et al. (2010) schätzten mit Hilfe eines beta-binomialen Dosis-Wirkungs-Modelles, dass die in ihrer Studie mit einem Gemisch aus Capryl-, Caprin- und Laurinsäure gefütterten Broiler eine zweihundertfach höhere Infektionsdosis als in der Kontrollgruppe benötigten, um mind. 50 % der Broiler zu infizieren. Aktuelle Studien untersuchten zwölf verschiedene Futterzusätze, darunter organische Fettsäuren, auf ihre Fähigkeit Campylobacter-Infektionen zu verhindern oder die Keimzahlen zu reduzieren (GRACIA et al. 2016; GUYARD-NICODEME et al. 2016).

Während GUYARD-NICODEME et al. (2016) herausfanden, dass über die Zeit die antimikrobiellen Effekte der Futteradditive abnahmen und lediglich Buttersäure dazu in der

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Lage war, bis zum 42. Tag die Keimzahlen im Mittel um 2 log10 zu reduzieren, stellten sich in den Untersuchungen von GRACIA et al. (2016) heraus, dass hierbei nur die Monoglyceride der Capryl- und Caprinsäure zu diesem Zeitpunkt noch einen reduzierenden Effekt hatten.

Bezüglich des Einsatzes von Laurinsäure als alleinigem Futtermittelzusatz sind derzeit keine Studien bekannt.

2.2.3 Antimikrobielle Wirkung organischer Säuren

Fettsäuren sind Carbonsäuren und werden zu der Gruppe der organischen Säuren gezählt.

Sie besitzen die Carboxylgruppe (-COOH) als funktionelle Gruppe und können ungesättigt (Doppelbindungen) oder gesättigt (keine Doppelbindungen) sein (MOSS et al. 1995). Der Wirkmechanismus, der der antimikrobiellen Wirkung organischer Säuren zu Grunde liegt, ist noch nicht hinreichend geklärt.

VAN IMMERSEEL et al. (2006) vermuten, dass die Kettenlänge, der Aufbau der Seitenketten, der pKs-Wert und die Hydrophobie den antimikrobiellen Effekt der Säuren beeinflussen. Des Weiteren fanden sie heraus, dass einige Mikroorganismen ihren intrazellulären pH-Wert absenken können, um so auf eine zunehmende Ansäuerung ihrer Umgebung zu reagieren. Fehlt den Bakterien diese Fähigkeit, wandern die Anionen der organischen Säuren entlang des pH-Gradienten ins Zellinnere und reichern sich dort an.

Salmonella spp. und E. coli sind in der Lage in schwach saurem Milieu eine Toleranzantwort oder in stark saurem Milieu sogar Säure-Schock-Proteine auszubilden und somit ihre Tenazität zu erhöhen (FOSTER 1995, 1999). Auch das umgebende Milieu, also beispielsweise die Temperatur oder der pH-Wert, spielt eine Rolle bei der Ausprägung des antimikrobiellen Effektes der organischen Säuren (VANNETTEN et al. 1994;

CHAVEERACH et al. 2002; SKRIVANOVA u. MAROUNEK 2007; VAN DEUN et al.

2008).

Eine weitere Vermutung ist, dass sich die antimikrobielle Wirkung organischer Säuren durch die Beeinflussung des Quorum Sensing äußert. Einige Bakterien nutzen Quorum Sensing zur chemischen Kommunikation. Auf diese Weise können die Mikroorganismen in

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Literaturübersicht

Abhängigkeit ihrer Zelldichte die Exprimierung bestimmter Gene regulieren, was beispielsweise bei der Ausbildung von Biolumineszenz oder der Biofilmbildung wichtig ist (DAVIES et al. 1998). Durch organische Säuren kann dieser Mechanismus bei E. coli und Salmonella Typhimurium beeinflusst werden und somit eine antimikrobielle Wirkung entfaltet werden (ALMASOUD et al. 2016). Auch bei Cl. perfringens konnte das Quorum Sensing durch den Einsatz von Ascorbinsäure gehemmt werden, wodurch eine Verringerung der Sporulation und Toxinbildung erreicht werden konnte (NOVAK u.

FRATAMICO 2004). JEON et al. (2003) fanden heraus, dass C. jejuni Quorum Sensing nutzt, um das Strukturgen flaA, welches hauptsächlich an der Ausbildung der Flagellen und somit an der Motilität der Bakterien beteiligt ist, zu exprimieren.

Der genaue Wirkmechanismus der Laurinsäure ist noch nicht ausreichend geklärt. In Untersuchungen von SKRIVANOVA et al. (2005) wies Laurinsäure die höchste antimikrobielle Aktivität gegenüber Cl. perfringens auf. Mittels Transmissionselektronenmikroskopie konnten hierbei Zellmembranschädigungen beobachtet werden, die sich in Trennung von innerer und äußerer Zellemembran und in desorganisiertem Zytoplasma äußerten. Derartige Beobachtungen konnten durch MOLATOVA et al. (2010) ebenfalls bei C. jejuni festgestellt werden.

2.2.4 Bisheriger Einsatz von Laurinsäure

Bei der Fütterung von Laurinsäure als Futtermittelzusatz kann es zu einer Reduzierung der Futteraufnahme kommen. In einer Studie von CAVE (1982) wurden verschiedene kurz- und mittelkettige Fettsäuren im Hinblick auf die Futteraufnahme untersucht. Hierbei stellte sich heraus, dass bei einem Einsatz von Propion-, Capryl-, Caprin- und Laurinsäure ab einer Menge von 30 g/kg Futter mit einer Beeinträchtigung der Futteraufnahme gerechnet werden muss. Die Verringerung der Futteraufnahme war bei Laurinsäure am höchsten. In Folge dessen waren auch die Körpergewichtszunahmen in der mit Laurinsäure gefütterten Gruppe die geringsten. Als Ursache hierfür wird die veränderte Schmackhaftigkeit oder die hormonelle Regulierung der Darmmotilität und des Appetits angenommen (CAVE 1982).

VAN GERWE et al. (2010) testeten ein Gemisch aus Caprin-, Capryl- und Laurinsäure. Sie fanden unter anderem heraus, dass die Broiler generell weniger empfänglich gegenüber

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Campylobacter waren, was sich in einer erhöhten Infektionsdosis widerspiegelte, die benötigt wurde, um mind. 50 % aller Tiere zu infizieren.

Im Bereich der Lebensmittelherstellung findet Laurinsäure bereits Anwendung als Teil des Lebensmittelzusatzstoffes E 243 Ethyl-Nα-Lauryl-L-Arginat-Hydrochlorid (LAE). Das LAE wirkt gegen gram-positive und gram-negative Bakterien sowie Hefen und Schimmelpilze (HAWKINS et al. 2009). Man vermutet, dass LAE als oberflächenaktives Kation hauptsächlich die Zellmembranen der Mikroorganismen destabilisiert (RODRIGUEZ et al. 2004). Im menschlichen Organismus wird LAE in seine Einzelkomponenten verstoffwechselt, also in Ethanol, die Aminosäure Arginin und die Fettsäure Laurinsäure, die dann in den jeweiligen Stoffwechselzyklen abgebaut werden (RUCKMAN et al. 2004). Toxikologisch betrachtet ist LAE unbedenklich (EFSA 2007), weshalb es seit 2014 als Lebensmittelzusatzstoff durch die Verordnung (EG) 506/2014 zugelassen ist.

2.3 Wasserbindungskapazität

Der Muskel besteht aus ca. 75 % aus Wasser. Fünf Prozent dieses Wassers sind an Proteine gebunden. In dieser Form liegt das Wasser in einer eisähnlichen Struktur vor und kann nicht an intrazellulären Reaktionen beteiligt werden. Das restliche Wasser wird als „freies Wasser“ bezeichnet und kann sich im Extra- oder Intrazellularraum befinden. Wenn von Wasserbindungskapazität gesprochen wird, meint man die Fähigkeit von Fleisch „freies Wasser“ (eigenes oder zugesetztes Wasser) zu halten, was in der Hauptsache durch Kapillarkräfte zwischen den Aktin- und Myosinfilamenten stattfindet (BREWER 2014).

Bei Schweinefleisch sind zwei Formen von Veränderungen bekannt: das sogenannte „PSE- Fleisch“ (pale, soft, exsudative) und das „DFD-Fleisch“ (dark, firm, dry). Ersteres ist gekennzeichnet durch eine blasse Farbe sowie sehr weicher und wässriger Konsistenz. Zu diesem Zustand kommt es durch einen sehr schnellen pH-Abfall im Muskel direkt nach Eintritt des Todes, wodurch die Muskelproteine teilweise denaturieren. Sie verlieren dadurch die Fähigkeit Wasser zu binden. Diese Veränderung ist beim Schwein genetisch

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Literaturübersicht

determiniert und liegt in einer Mutation des Ryanodin-Rezeptors des Sarkoplasmatischen Retikulums begründet (BARBUT et al. 2008; OCKERMAN u. BASU 2014). Bei DFD- Fleisch sinkt der pH-Wert postmortal nicht tief genug ab. In der Folge entsteht dunkles, festes und trockenes Fleisch, welches ebenfalls vom Verbraucher nicht akzeptiert wird.

Diese Veränderung tritt eher selten beim Schwein auf, jedoch häufiger bei Rindern (MONIN u. SANTÉ-LHOUTELLIER 2014; OCKERMAN u. BASU 2014). Bei Geflügel ist sowohl bei Puten als auch bei Broilern das Vorkommen von PSE-ähnlichem Fleisch beschrieben (VAN LAACK et al. 2000; PETRACCI et al. 2009). Für das Auftreten von PSE-Fleisch bei Geflügel werden ein zu langsames Abkühlverfahren nach der Schlachtung und ein zu schnelles Absinken des pH-Wertes verantwortlich gemacht (ZHU et al. 2011;

2013).

Tropfsaftverlust

Die Bindung von Wasser zwischen den Aktin- und Myosinfilamenten spielt eine besonders große Bedeutung bei der Bildung des Tropfsaft-, Auftau- und Kochverlustes. Der postmortal auftretende pH-Wert-Abfall und Rigor Mortis resultieren in einer Verkürzung der Myofibrillen. Als Folge dieser Schrumpfung der Myofibrillen wird intrazelluläre Flüssigkeit aus den Muskelzellen gepresst, welche als Tropfsaftverlust bezeichnet wird (MONIN u. SANTÉ-LHOUTELLIER 2014). Auch die Fleischreifung bewirkt einen Austritt von intrazellulärem Wasser in den Extrazellularraum durch den enzymatischen Abbau von Proteinen der Zellmembranen. Der extrazelluläre Raum hat die Form von kapillarähnlichen Kanälen, durch welche dann die Flüssigkeit an die Oberfläche des Fleisches wandert. Die bei der Fleischreifung auftretende Proteolyse bewirkt zwar eine schlechtere Wasserbindungskapazität, spielt jedoch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der vom Verbraucher gewünschten Zartheit des Produktes (HONIKEL 2014b).

Auftauverlust

Bei dem Vorgang des Einfrierens entstehen aus dem im Muskelfleisch befindlichen Wasser kleine Eiskristalle. Je langsamer das Einfrieren abläuft, desto größer werden diese Kristalle.

Bei sehr großen Eiskristallen kann es zu Gewebezerstörungen und als Folge zu erhöhten

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Auftauverlusten kommen (ROSENVOLD 2014). Ein Teil des zu Eis gewordenen Wassers kann beim Auftauen nicht wieder von den Muskelzellen aufgenommen werden und ein weiterer Teil geht über die Evaporation verloren. Diese Wasserverluste werden gemeinsam als Auftauverlust bezeichnet (PHAM 2014).

Kochverlust

Bei der Erhitzung von Fleisch treten ebenfalls Wasserverluste auf. Je höher die Temperatur im Fleisch ansteigt, desto niedriger ist die Wasserbindungskapazität aufgrund der thermischen Denaturierung der fleischeigenen Proteine, im Besonderen dem Myosin, welches eine entscheidende Rolle bei der Wasserbindung spielt. Während des Erhitzungsvorganges können bis zu 65 % des Wassers bei einer Kerntemperatur von 70 °C aus dem Muskel austreten. Der Kochverlust setzt sich aus Evaporation und Exsudation zusammen. Auch beim Kochverlust spielt der pH-Wert eine Rolle. Fleisch mit einem hohem pH-Wert hat niedrigere Kochverluste und ist zarter nach dem Erhitzen als Fleisch mit niedrigem pH-Wert (PALKA u. WESIERSKA 2014).

2.4 Broilergenetiken

Für die vorliegende Studie wurden die schnell wachsenden und kommerziell üblich verwendeten Masthybriden Ross 308 und die langsam wachsenden Masthybriden Hubbard JA 757 verwendet. Ross 308 sind Masthybriden, welche durch gute Wachstumsraten und Futterverwertung ausgezeichnet sind (AVIAGEN 2016b). Die Hubbard JA 757 finden häufig in ökologischen Haltungen Verwendung (HÖRNING et al. 2010). Nach ökologischer Haltungspraxis ist eine Mindestmastdauer von 56 bis 81 Tagen vorgeschrieben. Diese Vorgabe gibt es in der konventionellen Geflügelmast nicht. In der Regel werden die Broiler hier über 35 bis 42 Tage gemästet.

Die Lohmann Tierzucht GmbH versucht mit der Genetik Lohmann Dual als Zweinutzungshuhn einen Kompromiss zwischen einer akzeptablen Legeleistung der weiblichen Tiere und einer wirtschaftlich rentablen Mastleistung der männlichen Broiler zu finden.

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Literaturübersicht

Des Weiteren wurden männliche Tiere der Legelinie Lohmann Brown Classic für die Studie genutzt. Da die Genetik auf maximale Legeleistung gezüchtet wurde, ist der Fleischansatz bei diesen Hühnern sehr gering.

2.5 Ethische Gesichtspunkte

Die Trennung der Geflügelproduktion in Legelinien und Mastgenetiken ist aus wirtschaftlicher und folglich auch ökologischer Sicht nachvollziehbar, da Legeleistung und Fleischansatz negativ miteinander korreliert sind (MCDANIEL et al. 1981; GERKEN 1991). Bei der Produktion der Legehennen fallen allerdings ca. zu 50 % Hähne dieser Legelinien an, deren Mast sich wirtschaftlich nicht rentieren würde. So werden in Deutschland jährlich ca. 45 Millionen Eintagsküken noch in der Brüterei durch CO2- Vergasung oder Schreddern getötet. Weltweit geht man sogar von ca. 2,5 Milliarden Tötungen aus. Tierschützer äußern schon seit längerem moralische und ethische Bedenken bei dieser Praxis, jedoch zentrierte sich erst vor einigen Jahren das politische Interesse darauf. Im September 2013 versuchte die nordrheinwestfälische Regierung per Erlass dieses systematische Kükentöten zu verbieten. Die betroffenen Brütereien erhoben vor Gericht Einspruch. Schon im Februar 2015 erklärte das Verwaltungsgericht Minden, dass das Bundestierschutzgesetz nicht ausreiche, um ein Verbot durchzusetzen. Im Berufungsverfahren im Mai 2016 hat das Oberverwaltungsgericht Münster der Klage zweier Geflügelzüchter nun Recht gegeben. Das Urteil stützt sich darauf, dass das Töten der männlichen Eintagsküken aus wirtschaftlichen Interessen ausreicht, um eine Grundlage für einen „vernünftigen Grund“ nach dem § 1 des Tierschutzgesetzes vorzuweisen. Ein Verbot des Tötens dieser Eintagsküken sei demnach nicht rechtens (ANONYM 2016). Ein ähnliches Verbot wurde im September 2014 in Hessen erlassen, jedoch ohne Nennung einer Frist zur Umsetzung (ANONYM 2014).

Eine Möglichkeit, dieses Kükentöten zu umgehen, ist die Nutzung der sogenannten Zweinutzungshühner. Die Lohmann Tierzucht GmbH versucht mit der Genetik Lohmann Dual einen Kompromiss zwischen einer akzeptablen Legeleistung der weiblichen Tiere und einer wirtschaftlich rentablen Mastleistung der männlichen Broiler zu finden.

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2.6 Zielsetzung der Studie

Ziel dieser Studie war es, den Einfluss von erhöhten Laurinsäuregehalten im Futtermittel auf die unterschiedlichen Broilergenetiken hinsichtlich Schlachtkörperparameter und Fleischqualitätskriterien zu untersuchen. Darüber hinaus sollte untersucht werden, ob die Laurinsäure im Fleisch eine antimikrobielle Wirkung gegen Campylobacter spp. erzielen kann. Dies sollte anhand eines Inokulationsversuches geprüft werden. Auch Genetik spezifische Unterschiede zwischen den Broilern in Schlachtkörper- und Fleischqualität sollten untersucht werden.

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Material und Methoden

3 Material und Methoden

3.1 Aufzucht der Tiere

Die Versuchsdurchführung wurde bei der zuständigen Behörde, dem niedersächsischen Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit, angezeigt und genehmigt (Aktenzeichen 33.9-42502-05-15A500). Für diese Studie wurden weibliche und männliche Masthybriden einer schnell (Ross 308) und einer langsam wachsenden Genetik (Hubbard JA 757), männliche Zweinutzungshühner (Lohmann Dual) sowie männliche Tiere einer Legelinie (Lohmann Brown Classic) in zwei Altersstufen (hier: „Kurzmast“ und

„Langmast“), mit je 30 Tieren pro Durchgang untersucht. Während die beiden erstgenannten Genetiken von der BWE-Brüterei Weser-Ems GmbH Co. KG (Visbek- Rechterfeld) stammten, wurden die beiden anderen Genetiken von der Lohmann Tierzucht GmbH (Cuxhaven) bezogen. Die Aufzucht der Broiler fand in insgesamt drei Durchgängen mit jeweils 150 Tieren unter identischen Bedingungen in einem Infektionsstall mit mehreren Abteilen im Institut für Tierernährung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover statt. Alle Broiler kamen als Eintagsküken von den jeweiligen Brütereien.

Die Aufzucht- und Versuchsphase bestand aus einem dreiphasigen Fütterungsprogramm (s.

Abbildung 1). Alle Futtermittel wurden von der Firma BEST 3 Geflügelernährung GmbH (Twistringen-Scharrendorf) bezogen und stammten aus einer Produktionscharge. Alle verwendeten Alleinfuttermittel waren auf Basis von Weizen, Sojaextraktionsschrot und Mais. Zusätzlich wurde den Futtermitteln ganzer Weizen (3 % im Starter-, 5 % im Vormast- und 10 % im Mastfutter), Kokzidiostatika (Narasin und Nicarbacin im Starter- und Vormastfutter; Monensin-Natrium im Mastfutter) sowie als zootechnische Zusatzstoffe die Enzyme Xylanase und Phytase beigefügt. Schon bei der Herstellung wurde das Mastfutter in seinem Fettgehalt um 2 % reduziert und in der Folge das entsprechende Futterfett in der Höhe von 5 % im Institut für Tierernährung zugemischt. Hierzu wurde zunächst das jeweilige Futterfett in einem Trockenschrank bei 50 °C (Memmert GmbH &

Co. KG, Schwabach) geschmolzen und anschließend mittels Knetmaschine (Kemper, Rietberg) mit den Futterpellets vermengt, bis eine homogene Verteilung erreicht war.

In der ersten Woche bekamen alle Tiere ein kommerzielles Starterfutter. Nachfolgend wurde ein Vormastfutter gereicht. Während die Aufzuchtphase bei den Lohmann Brown

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Classic „Langmast“ neun bis zehn Wochen betrug, war diese Phase bei den anderen Genetiken mit zwei Wochen entsprechend kürzer (s. Abbildung 1). Im Anschluss folgte eine vierwöchige Fütterung des Kontroll- bzw. Versuchsfutters. Durch die von den Brütereien vorgegebenen Bezugsdaten der Eintagsküken kam es zu leichten Alterationen der Gesamtmastdauer. Im ersten und dritten Durchgang fanden die Sektionen am 42.

Lebenstag bei Ross 308, Hubbard JA 757, Lohmann Dual und Lohmann Brown Classic

„Kurzmast“ statt. Die Sektionen dieser Genetiken des zweiten Durchganges erfolgten am 43. Lebenstag. Bei den Lohmann Brown Classic wurden die Tiere im ersten Durchgang nach 90 Tagen und in den nachfolgenden Durchgängen nach 98 Tagen geschlachtet.

Abbildung 1: Übersicht über das 3-phasige Fütterungsprogramm. A gilt für die Genetiken Ross 308, Hubbard JA 757, Lohmann Dual und Lohmann Brown Classic

„Kurzmast“; B gilt für Lohmann Brown Classic „Langmast“

Vier Wochen vor Schlachtung wurde jede Genetik zufällig in zwei Untergruppen mit jeweils 15 Tieren aufgeteilt (Kontroll- und Versuchsgruppe). Die Verteilung der Gruppen auf die jeweiligen Abteile erfolgte zufällig unter Berücksichtigung einer max. Tierdichte von 23,3 kg^0,75 (metabolisches Körpergewicht)/m² am Ende des Versuches. Bei jedem Durchgang wurde diese Randomisierung erneut durchgeführt, um mögliche Unterschiede zwischen den einzelnen Abteilen auszugleichen. Mit der Einteilung der Gruppen wurde auch die Fütterung umgestellt. Alle Broiler erhielten ab diesem Zeitpunkt ein Mastfutter, das im Vorhinein um 2 % in seinem Fettgehalt reduziert war und individuell für Kontroll- und Versuchsgruppen ergänzt wurde. Während bei den Kontrollgruppen eine Addition von

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5 % kommerziellem Futterfett (s. Tabelle 1), welches auf Sonnenblumen-, Palm- und Sojaöl basierte, stattfand, wurde den Versuchsgruppen 5 % laurinsäurereiches Futterfett (s.

Tabelle 2), welches hauptsächlich aus Palmkernfettsäuredestillaten bestand, zugesetzt.

Wasser und Futter standen ad libitum zur Verfügung und wurden zweimal täglich kontrolliert. Das Wasser wurde mit anorganischen Chlor/Chlorsauerstoffverbindungen (Virbac Clean Pipe, Fa. VIRBAC Tierarzneimittel GmbH, Bad Oldesloe) gemäß der Herstellerempfehlung in einer Konzentration von 0,1 ml auf 5 l Tränkwasser versetzt.

Tabelle 1: Auszug aus dem Fettsäuremuster des Kontrollfettes

Fettsäure Anteil im Fett (%)

C 12:0 und < 1 - 6

C 16:0 20 - 30

C 18:0 4 - 7

C 18:1 30 - 40

C 18:2 30 - 43

C 18:3 1 - 5

C 20:0 und > 2

Tabelle 2: Auszug aus dem Fettsäuremuster des Versuchsfettes

Fettsäure Anteil im Futterfett (%)

C 10:0 und < 6 - 12

C 12:0 42 - 53

C 14:0 14 - 18

C 16:0 8 - 12

C 18:1 14 - 19

3.2 Schlachtung und Probennahme

Die Tiere wurden am 42. Tag (erster und letzter Durchgang) oder am 43. Tag (zweiter Durchgang) bzw. bei den älteren Lohmann Brown Classic am 90. Tag (erster Durchgang) oder am 98. Tag (zweiter und dritter Durchgang) geschlachtet. Hierzu wurden die Broiler per Schlag auf den Kopf betäubt. Es schloss sich direkt ein ventraler Halsschnitt an, durch welchen der Tod durch Blutentzug eintrat. Am Morgen des Schlachttages wurden bei allen

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Hühnern die Lebendgewichte erhoben. Es fand kein Brühen oder Rupfen der Tiere statt.

Daher sind die Schlachtkörpergewichte, welche während der Schlachtung erhoben wurden, als Karkasse mit Schenkeln, Flügeln, Brustmuskeln und Federn ohne Kopf, Ständer oder Innereien definiert. Direkt im Anschluss erfolgte die Zerlegung der Tiere. Um eine Kontamination des Brustmuskels zu vermeiden, wurden diese unter möglichst sauberen Bedingungen entnommen. Die befiederte Haut wurde angehoben, mit einem kleinen Schnitt eröffnet und gleichmäßig zu beiden Seiten hin abgezogen. Anschließend diente eine fabriksterile Plastikfolie als Abdeckung des Gefieders (s. Abbildung 2). In der Folge wurden die Brustmuskel- und Schenkelgewichte erhoben. Anschließend wurden die Teilstücke in fabriksterile Plastiktüten (LDPE-Flachbeutel, 300 x 400 x 0,05 mm, Fa. Pohl, Troisdorf) verpackt und bei 4 °C bis zur weiteren Analyse gelagert.

Abbildung 2: Entnahme der Musculi pectorales superficiales mit Hilfe der Abdeckfolie

3.3 Probenaufteilung/Versuchsaufbau

Von den 30 linken Musculi pectorales superficiales (MPS) einer jeden Genetik wurden zwölf für die Bestimmung des Tropfsaftverlustes (24-72 h p. m.), des Auftauverlustes (nach Einfrieren), des Kochverlustes (nach Auftauen) und der Scherkraft (nach Kochvorgang) als vollständige Muskeln verwendet. Die 18 verbliebenen MPS wurden zerkleinert (Grindomix GM 200, Fa. Retsch, Haan), in Siegelrandbeuteln (Fa. Dagema GmbH, Willich) vakuumverpackt (VC999, Fa. Inauen Maschinen Ag, Herisau, Schweiz) und bei -20 °C bis zur Analyse des Fettsäuremusters gelagert. Im kranialen Drittel aller rechten MPS wurden

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pH-Wert und elektrische Leitfähigkeit bestimmt, sowie die Farbe nach der Methode der internationalen Beleuchtungskommission (CIE L*a*b*) gemessen. Mit zehn der rechten MPS wurden die Inokulationsversuche durchgeführt. Von den verbliebenen wurden zwölf für die chemische Vollanalyse verwendet. Abbildung 3 dient zur besseren Veranschaulichung der Probenaufteilung.

Abbildung 3: Schema der Probenaufteilung der verwendeten Musculi pectorales superficiales

3.4 Wasserbindungskapazität und Textur

3.4.1 Tropfsaftverlust

Der Tropfsaftverlust wurde 24 Stunden post mortem bestimmt. Die zwölf linken MPS einer jeden Genetik wurden mit Zellstofftüchern trockengetupft und gewogen (Präzisionswaage, SE2201, Fa. VWR, Darmstadt). Anschließend wurden sie in Plastikboxen aufgehängt, so dass sie keine Berührungspunkte mit der Boxinnenseite hatten. Die Boxen wurden mit einem Deckel verschlossen und bei 4 °C gelagert. Nach 48 Stunden wurden die MPS

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entnommen, wiederum abgetupft und gewogen. Der Tropfsaftverlust (in Prozent) errechnete sich aus der Differenz von Anfangs- (AGTV) und Endgewicht (EGTV) geteilt durch das AGTV, multipliziert mit 100.

(%) = − ∗ 100

Nach der Bestimmung des Tropfsaftverlustes wurden die Proben vakuumverpackt und bei - 20 °C bis zur weiteren Bearbeitung eingefroren.

A B

Abbildung 4: Tropfsaftbehälter, in dem der linke Musculus pectoralis superficialis eines Ross 308 Mastbroilers an einem Haken aufgehängt ist, in Längs- (A) und Queransicht (B)

3.4.2 Auftauverlust

Für die Bestimmung des Auftauverlustes wurden die Endgewichte der Tropfsaftverlustbestimmung (EGTV) als Anfangsgewicht des Auftauverlustes verwendet (AGAV). Die Proben wurden über Nacht bei 4 °C im Kühlschrank aufgetaut. Nach Eröffnen des Beutels wurden die MPS trockengetupft und gewogen (EGAV). Der Auftauverlust errechnete sich analog zum Tropfsaftverlust mit der Differenz aus AGAV und EGAV geteilt durch AGAV multipliziert mit 100.

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(%) = − ∗ 100

3.4.3 Kochverlust

Im Anschluss an die Bestimmung des Auftauverlustes wurden die trockengetupften MPS in Siegelrandbeuteln (Fa. Dagema GmbH, Willich) vakuumverpackt. Die Erhitzung fand in einem Wasserbad bei einer Wassertemperatur von 72-73 °C statt. Mittels Kerntemperaturfühler (Ebro electronic, TTX 100-Type T, WTW GmbH, Weilheim) wurde die Temperatur der Proben während des Kochvorganges kontrolliert. Die Einstichstelle wurde mit Hilfe eines Septums abgedichtet. Die Proben wurden bis zu einer Kerntemperatur von 72 °C erhitzt, welche für fünf Minuten gehalten wurde. Anschließend erfolgte die Abkühlung in einem Eiswasserbad. Nach der Entnahme aus dem Beutel und darauffolgendem Trockentupfen wurden die Gewichte der MPS erhoben (EGKV). Als Anfangsgewicht (AGKV) dienten die als Endgewicht des Auftauverlustes erhobenen Gewichte (EGAV). Analog zu Tropfsaft- und Auftauverlust wurden die Kochverluste ebenfalls in Prozent angegeben und wie folgt berechnet:

ℎ (%) = − ∗ 100

3.5 Scherkraft

Die Messung der Scherkraft erfolgte nach der Warner-Bratzler-Scherkraftmethode und schloss sich an die Kochverlustbestimmung an. Die Scherkraft konnte jedoch nur bei den Ross 308 und Hubbard JA 757 bestimmt werden, da bei den anderen Genetiken die Brustmuskeldicke unter einem Zentimeter lag und somit eine Vergleichbarkeit der Proben nicht gewährleistet werden konnte. Hierzu wurden die gekochten Brustmuskeln mittels eines zweischneidigen Messers in exakt 1 cm breite Scheiben geschnitten. Die Schnittrichtung war dabei parallel zu den Muskelfasern. Aus jeder Scheibe wurde ein 1 x 1 x 4 cm großer Streifen herausgetrennt. Die Bestimmung der maximalen Scherkraft erfolgte per V-förmig ausgeschnittenem Warner-Bratzler-Scherblatt mit dem Texture

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Analyser TA.TXplus (Fa. Stable Micro Systems, Surrey, England) (s. Abbildung 5) mit einer Druckgeschwindigkeit von 200 mm/min. Je nach Größe des MPS konnten zwischen drei und sechs Scherproben gewonnen werden. Die Angabe der Scherkraft erfolgte in Newton (N) und für den gesamten MPS wurde das arithmetische Mittel aus allen zugehörigen Teilstücken berechnet.

Abbildung 5: TextureAnalyser TA.TXplus (Fa. Stable Micro Systems, Surrey, England) mit Warner-Bratzler Scherblatt

3.6 Physikalisch-chemische Parameter

3.6.1 pH-Wert

Der pH-Wert wurde 24 Stunden post mortem im kranialen Drittel aller rechten MPS mittels eines tragbaren pH-Meters (Fa. Knick GmbH, Berlin) in Kombination mit einer

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Glaselektrode (Knick SE 104 N, Fa. Knick GmbH, Berlin) und eines Temperatursensors in Triplikaten gemessen. Die Kalibration fand vor jedem Versuchstag mit zwei Eichlösungen (pH 4 bzw. 7, Fa. Roth GmbH & Co KG, Karlsruhe) statt. Bei Probenwechsel wurde die Glaselektrode regelmäßig zuerst mit Alkohol und danach mit destilliertem Wasser gereinigt. Die drei Messungen wurden mit dem berechneten arithmetischen Mittel angegeben.

3.6.2 Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit wurde ebenfalls 24 Stunden post mortem im kranialen Drittel aller rechten MPS in Triplikaten erhoben. Die Einstichrichtung war parallel zu den Muskelfasern und jeweils in der Tiefe, so dass beide Elektroden sich vollständig im Muskel befanden. Die Kalibration des Leitfähigkeitsmessgerät (LF-Star, Fa. Matthäus, Klausa) wurde vor jedem Versuchstag mit einem definierten Messwiderstand (Fa. Matthäus, Klausa) von 10 Millisiemens/cm (mS/cm) durchgeführt. Das berechnete arithmetische Mittel der drei Messungen wurde in mS/cm angegeben.

3.6.3 Farbe

Die Farbe des Broilerfleisches wurde im kranialen Drittel der rechten MPS auf der knochenzugewandten Seite auf einer frischen Anschnittsfläche 24 Stunden post mortem gemessen. Jede Farbmessung bestand aus drei Einzelmessungen des Chromameters (Minolta CR 400®, Fa. Konica Minolta, Langenhagen) und erfolgte nach der Methode der internationalen Beleuchtungskommission (CIE). Die im L*a*b*-Farbraum gemessenen Werte sind wie folgt definiert: L* beschreibt die Helligkeit und kann einen Wert von 0 (= schwarz) bis 100 (= weiß) annehmen. Der a*-Wert steht für die Rot-Grün-Farbgebung, wobei hier negative Werte für Grün und positive Werte für Rot stehen. Der b*-Wert gilt entsprechend für die Gelb-Blau-Farbgebung, wobei negative Werte für Blau und positive Werte für Gelb stehen. Als Betrachtungswinkel wurden 2° definiert.