Bei Anwendung reversibler Betäubungsmethoden erfolgt die Tötung von Schlachttieren durch Blutentzug. Findet dieser nicht oder nicht in ausreichendem Maße statt, besteht die Gefahr, dass die Tiere ihre Wahrnehmungs- und Empfindungsfähigkeit wiedererlangen, bevor sie weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt werden. Dies ist aus Tierschutzsicht keinesfalls hinnehmbar und steht im Widerspruch sowohl zum Tierschutzschlachtrecht, als auch zu Verbrauchererwartungen im Hinblick auf einen tierschutzgerechten Schlachtablauf. Es ist deshalb dringend erforderlich den Todeseintritt jedes Einzeltieres zu verifizieren. Dies kann durch direkte Kontrolle der Schlachttiere (klinische Untersuchung, Prüfung der Hirnstammreflexe) nach Eintritt des Todes erfolgen oder bereits frühzeitiger, über eine Erfassung von Parametern, die eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit des kurz bevorstehenden Todeseintritts erlauben (TROEGER 2011). Hierfür eignet sich insbesondere die Stichblutmenge, bzw. die Blutflussrate, da ab einer bestimmten Blutmenge pro Zeiteinheit vom kurz bevorstehenden Tod des Tieres ausgegangen werden kann (TROEGER 2010). Zielsetzung dieser Arbeit war zum einen, ein geeignetes Messsystem zur Erfassung des Entbluteverlaufs zu finden und dieses in das Stechkarussell zu integrieren, zum anderen sollte der Zusammenhang zwischen Stichblutmengenanstieg und Todeseintritt der Tiere untersucht werden. In einem ersten Schritt wurden vier verschiedene Messsysteme zur Erfassung des Entbluteverlaufs unter Zuhilfenahme eines Prototyps geprüft: Stichblutwaage (Fa. Bizerba), Füllstandsmesssonde (Fa. Sick), Infrarotkamera „thermoIMAGER TIM“ (Fa. Micro-Epsilon) und Infrarotsensoren „thermoMETER CSmicro“ (Fa. Micro-Epsilon). Als Messparameter und Maß für die Qualität der Entblutung bzw. des Entblutestichs, wurde die Steigung des Blutanstiegs im Blutauffangbehälter verwendet. Das Messsystem „Infrarotsensoren“ erwies sich als am besten geeignetes System und wurde nachfolgend in die Stechkarussellanlage des Partnerschlachthofes integriert und der Messvorgang automatisiert. Um den Zusammenhang zwischen Stichblutmengenanstieg und Todeseintritt der Schweine auf der Nachentblutestrecke zu untersuchen, wurde der Entbluteverlauf in den ersten Sekunden nach dem Stich sowohl mit dem Prototyp (Messsystem Waage) als auch mit dem integrierten IR-Sensor-Messsystem bei einer Stichprobe von 1034 (Prototyp) bzw. 1500 (integriertes System) Schweinen erfasst und anschließend der Eintritt des Hirntodes der Tiere klinisch überprüft (u.a. Untersuchung der Hirnstammreflexe). Im Rahmen eines Vorversuchs wurde eine Status quo-Erhebung von Stichblutmenge- und anstieg durchgeführt und die ersten fünf Sekunden nach dem Entblutestich als geeigneter Messzeitraum festgelegt. Es konnte gezeigt werden, dass der Anstieg der Entblutekurve in diesem Zeitraum annähernd linear verläuft, unabhängig von Lebendgewicht und Geschlecht der Tiere ist, und zudem eine gewisse Voraussage über den weiteren Verlauf der Entblutung bzw. die am Ende der Entblutung absolut entzogene Blutmenge zulässt. In der Hauptuntersuchung waren bei keinem Tier deutliche Anzeichen für Empfindungs- und Wahrnehmungsvermögen (gerichtete Augenbewegungen, Vokalisation) vorhanden. 3,6 Prozent (Prototyp-Untersuchung) bzw. 3,7 Prozent (integriertes IR-Sensor-Messsystem) der Tiere zeigten jedoch bei der Verifizierung des Todeseintritts noch bzw. wieder Reaktionen, die zumindest auf eine gewisse (Rest-)Hirnfunktion hindeuteten. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen Steigung der Entblutekurve und nachfolgendem Todeseintritt der Tiere konnte weder in der Untersuchung mit dem Prototyp, noch in der Untersuchung mit dem integrierten IR-Sensor-Messsystem dargestellt werden. Die Ursache dafür wird in einer Beeinflussung der Ergebnisse durch tierindividuell unterschiedliche Betäubungstiefen vermutet (irreversibel betäubte Tiere, deren Entblutekurven eine geringe Steigung aufwiesen, die aber trotzdem keine Reaktionen auf der Nachentblutestrecke zeigten). Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein vollständig automatisiertes, mit herkömmlichen Stechkarussellanlagen kompatibles, Entblutekontrollsystem auf Grundlage der Infrarotsensor-Technik entwickelt. Durch die Fokussierung auf die ersten fünf Sekunden nach Setzen des Entblutestichs, ist das Ergebnis bereits verfügbar, wenn sich die Tiere noch in der Reichweite des Stechpersonals befinden, wodurch eine sofortige Nachbearbeitung betroffener Schweine, ohne zusätzlichen Personaleinsatz, ermöglicht wird. Weiterhin erlaubt das berührungslos arbeitende System eine Einzeltierkontrolle, inklusive automatischer Dokumentation der Entblutedaten, bei der sowohl unzureichend als auch versehentlich überhaupt nicht entblutete Schweine erkannt werden. Die Entwicklung des automatisierten Entblutekontrollsystems trägt dazu bei, den Tierschutz bei der Schweineschlachtung zu verbessern und gesetzliche Vorgaben sowie Verbrauchererwartungen im Hinblick auf tierschutzgerechte Fleischgewinnung als Teil der Lebensmittelqualität zu erfüllen.

Bei Anwendung reversibler Betäubungsmethoden erfolgt die Tötung von Schlachttieren durch Blutentzug. Findet dieser nicht oder nicht in ausreichendem Maße statt, besteht die Gefahr, dass die Tiere ihre Wahrnehmungs- und Empfindungsfähigkeit wiedererlangen, bevor sie weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt werden. Dies ist aus Tierschutzsicht keinesfalls hinnehmbar und steht im Widerspruch sowohl zum Tierschutzschlachtrecht, als auch zu Verbrauchererwartungen im Hinblick auf einen tierschutzgerechten Schlachtablauf. Es ist deshalb dringend erforderlich den Todeseintritt jedes Einzeltieres zu verifizieren. Dies kann durch direkte Kontrolle der Schlachttiere (klinische Untersuchung, Prüfung der Hirnstammreflexe) nach Eintritt des Todes erfolgen oder bereits frühzeitiger, über eine Erfassung von Parametern, die eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit des kurz bevorstehenden Todeseintritts erlauben (TROEGER 2011). Hierfür eignet sich insbesondere die Stichblutmenge, bzw. die Blutflussrate, da ab einer bestimmten Blutmenge pro Zeiteinheit vom kurz bevorstehenden Tod des Tieres ausgegangen werden kann (TROEGER 2010). Zielsetzung dieser Arbeit war zum einen, ein geeignetes Messsystem zur Erfassung des Entbluteverlaufs zu finden und dieses in das Stechkarussell zu integrieren, zum anderen sollte der Zusammenhang zwischen Stichblutmengenanstieg und Todeseintritt der Tiere untersucht werden. In einem ersten Schritt wurden vier verschiedene Messsysteme zur Erfassung des Entbluteverlaufs unter Zuhilfenahme eines Prototyps geprüft: Stichblutwaage (Fa. Bizerba), Füllstandsmesssonde (Fa. Sick), Infrarotkamera „thermoIMAGER TIM“ (Fa. Micro-Epsilon) und Infrarotsensoren „thermoMETER CSmicro“ (Fa. Micro-Epsilon). Als Messparameter und Maß für die Qualität der Entblutung bzw. des Entblutestichs, wurde die Steigung des Blutanstiegs im Blutauffangbehälter verwendet. Das Messsystem „Infrarotsensoren“ erwies sich als am besten geeignetes System und wurde nachfolgend in die Stechkarussellanlage des Partnerschlachthofes integriert und der Messvorgang automatisiert. Um den Zusammenhang zwischen Stichblutmengenanstieg und Todeseintritt der Schweine auf der Nachentblutestrecke zu untersuchen, wurde der Entbluteverlauf in den ersten Sekunden nach dem Stich sowohl mit dem Prototyp (Messsystem Waage) als auch mit dem integrierten IR-Sensor-Messsystem bei einer Stichprobe von 1034 (Prototyp) bzw. 1500 (integriertes System) Schweinen erfasst und anschließend der Eintritt des Hirntodes der Tiere klinisch überprüft (u.a. Untersuchung der Hirnstammreflexe). Im Rahmen eines Vorversuchs wurde eine Status quo-Erhebung von Stichblutmenge- und anstieg durchgeführt und die ersten fünf Sekunden nach dem Entblutestich als geeigneter Messzeitraum festgelegt. Es konnte gezeigt werden, dass der Anstieg der Entblutekurve in diesem Zeitraum annähernd linear verläuft, unabhängig von Lebendgewicht und Geschlecht der Tiere ist, und zudem eine gewisse Voraussage über den weiteren Verlauf der Entblutung bzw. die am Ende der Entblutung absolut entzogene Blutmenge zulässt. In der Hauptuntersuchung waren bei keinem Tier deutliche Anzeichen für Empfindungs- und Wahrnehmungsvermögen (gerichtete Augenbewegungen, Vokalisation) vorhanden. 3,6 Prozent (Prototyp-Untersuchung) bzw. 3,7 Prozent (integriertes IR-Sensor-Messsystem) der Tiere zeigten jedoch bei der Verifizierung des Todeseintritts noch bzw. wieder Reaktionen, die zumindest auf eine gewisse (Rest-)Hirnfunktion hindeuteten. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen Steigung der Entblutekurve und nachfolgendem Todeseintritt der Tiere konnte weder in der Untersuchung mit dem Prototyp, noch in der Untersuchung mit dem integrierten IR-Sensor-Messsystem dargestellt werden. Die Ursache dafür wird in einer Beeinflussung der Ergebnisse durch tierindividuell unterschiedliche Betäubungstiefen vermutet (irreversibel betäubte Tiere, deren Entblutekurven eine geringe Steigung aufwiesen, die aber trotzdem keine Reaktionen auf der Nachentblutestrecke zeigten). Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein vollständig automatisiertes, mit herkömmlichen Stechkarussellanlagen kompatibles, Entblutekontrollsystem auf Grundlage der Infrarotsensor-Technik entwickelt. Durch die Fokussierung auf die ersten fünf Sekunden nach Setzen des Entblutestichs, ist das Ergebnis bereits verfügbar, wenn sich die Tiere noch in der Reichweite des Stechpersonals befinden, wodurch eine sofortige Nachbearbeitung betroffener Schweine, ohne zusätzlichen Personaleinsatz, ermöglicht wird. Weiterhin erlaubt das berührungslos arbeitende System eine Einzeltierkontrolle, inklusive automatischer Dokumentation der Entblutedaten, bei der sowohl unzureichend als auch versehentlich überhaupt nicht entblutete Schweine erkannt werden. Die Entwicklung des automatisierten Entblutekontrollsystems trägt dazu bei, den Tierschutz bei der Schweineschlachtung zu verbessern und gesetzliche Vorgaben sowie Verbrauchererwartungen im Hinblick auf tierschutzgerechte Fleischgewinnung als Teil der Lebensmittelqualität zu erfüllen.

Einleitung: Für die Nottötung von Ferkeln am landwirtschaftlichen Betrieb steht bisher kein praktikables und kostengünstiges einstufiges Verfahren zur Verfügung. Derzeit wird am häufigsten der stumpfe Schlag auf den Kopf für nicht lebensfähige Ferkel bis fünf Kilogramm Körpergewicht zur Betäubung angewendet. Anschließend müssen die Tiere entblutet werden, um den Todeseintritt sicherzustellen. Während die Effektivität des Kopfschlages stark von den Fähigkeiten der ausführenden Person abhängt und schlecht standardisierbar ist, wird das Entbluten häufig vom Personal aus hygienischen sowie emotionalen Gründen abgelehnt. Ziele der Untersuchung: In der vorliegenden Arbeit sollte die Wirksamkeit des modifizierten penetrierenden Bolzenschusses zur kombinierten Betäubung und Tötung von Saugferkeln und Ferkeln bis 30 Kilogramm Körpergewicht untersucht werden. Zudem sollte eine geeignete Fixierung entwickelt werden und die Gründe für eine Nottötung sollten weitestmöglich erhoben werden. Tiere, Material und Methoden: Vor- und Hauptuntersuchung fanden zwischen Februar 2016 und Mai 2017 an zwei landwirtschaftlichen Betrieben statt. Im Rahmen der Voruntersuchung wurden die Modifikationen an den verwendeten Schussapparaten festgelegt sowie die Apparate an 20 toten Ferkeln mit einem Gewicht von 0,55 bis 27,00 Kilogramm erprobt. Dabei wurde der optimale Ansatz des Schussapparates durch eine anschließende pathologische Untersuchung aller geschossenen Tiere bestimmt. Es wurden außerdem zwei unterschiedliche Fixierungseinrichtungen (Kopfstütze und Netz) zur sicheren Durchführung der Betäubung und Tötung per penetrierendem Bolzenschuss entwickelt. Im Rahmen der Hauptuntersuchung wurden 198 Ferkel in sechs Versuchsgruppen (VG) mit einem Gewicht von 0,48 bis 39,00 Kilogramm getötet (VG 1: <1,30 kg; VG 2: 1,30-1,99 kg; VG 3: 2,00-4,99 kg; VG 4: 5,00-9,99 kg; VG 5: 10,00-19,99 kg; VG 6: 20,00->30,00 kg). Dafür wurden zwei penetrierende Bolzenschussapparate (turbocut Jopp GmbH, Bad Neustadt a. d. Saale) verwendet, wobei ein Apparat für Ferkel mit einem Gewicht bis fünf Kilogramm zum Einsatz kam (Gerät „Drei Puffer“, Bolzenaustrittslänge: 5,3 cm) und der andere für die schwereren Tiere (Gerät „Blitz Kerner“, Bolzenaustrittslänge: 8,3 cm). Neben einer Allgemeinuntersuchung vor der Tötung wurde direkt nach dem Schuss das klinische Bild erhoben sowie anhand von Reflexprüfungen, Zeit bis zur letzten Bewegung, bis zur finalen Pupillendilatation bzw. bis zum Sistieren des Herzschlages die Effektivität der Betäubung und der anschließende lückenlose Übergang in den Tod bestimmt. Der Tötungsvorgang wurde dazu jeweils per Videokamera (Digitale HD-Videokamera, Sony® HDR-PJ 260 VE, Tokio, Japan) dokumentiert. 16 der während der Hauptuntersuchung getöteten Ferkel mit einem Gewicht von 0,66 bis 39,00 Kilogramm wurden außerdem pathologisch untersucht. Um den Einfluss der untersuchten Variablen Gewicht, Allgemeinbefinden und Genauigkeit des Ansatzes des Schussapparates auf die Gesamtkrampfdauer sowie auf die Zeitintervalle bis zur letzten Bewegung und bis zur finalen Pupillendilatation zu bestimmen, wurde jeweils eine Kovarianzanalyse durchgeführt. Der Kruskal- Wallis-Test wurde verwendet, um die Abhängigkeit der Variablen Gesamtkrampfdauer und Zeitintervall bis zur letzten Bewegung sowie bis zur finalen Pupillendilatation von den Versuchsgruppen zu überprüfen. Ergebnisse: Die häufigsten Gründe für eine Nottötung waren Gelenkschwellungen und –entzündungen (35,4 % der Tiere). Die angestrebte Schussposition (bei Saugferkeln ca. 1-2 cm und bei größeren Ferkeln ca. 3-3,5 cm über der Augenhöhe in der Medianen; Schussrichtung dabei möglichst parallel zur Körperlängsachse in Richtung Schwanz) wurde bei knapp einem Viertel (24 %) der geschossenen Tiere nicht ganz genau erreicht, sondern es ergaben sich leichte Abweichungen. Dennoch war die erzielte Effektivität der Betäubung und Tötung mit 98,5 % sehr gut und wurde nur bei einem Tier aufgrund von Atembewegungen als nicht ausreichend bewertet. Dieses und eines der beiden Tiere mit fraglicher Betäubungseffektivität wurden nachgeschossen. Die nur bei wenigen Ferkeln zunächst tonischen und ansonsten überwiegend klonischen Krämpfe endeten bei fast allen Ferkeln (94 %) innerhalb von zwei Minuten nach dem Schuss. Sie waren bei Tieren mit stark beeinträchtigtem Allgemeinbefinden signifikant kürzer als bei solchen mit einer nur mäßigen Beeinträchtigung (p < 0,0001). Die untersuchten Einflussfaktoren erklärten jedoch nur 13 % der Variabilität der Krampfdauer. Bei den meisten Ferkeln endeten die Bewegungen und trat die finale Pupillendilatation innerhalb von vier Minuten nach dem Schuss ein. Fünf Ferkel bewegten sich länger als zehn Minuten. Bei Ansatz des Schussapparates mit Abweichungen endeten die Bewegungen später (p = 0,041) und auch die finale Pupillendilatation trat später ein (p = 0,016). Die untersuchten Einflussfaktoren erklärten jedoch nur 2 % der Variabilität der Bewegungsdauer bzw. 6 % der Variabilität der Dauer bis zur finalen Pupillendilatation. Der Herzschlag war in 63 % der Fälle bereits vier Minuten nach dem Schuss nicht mehr auskultierbar, in 2,2 % der Fälle jedoch noch länger als zehn Minuten. Das Elektrokardiogramm zeigte noch länger eine Herzaktivität an. Diese hielt bei 56 % der Ferkel mehr als zehn Minuten nach dem Schuss an. Die pathologischen Untersuchungen belegten, dass bei allen untersuchten Tieren das Stammhirn in unterschiedlichem Umfang zerstört worden war. Schlussfolgerungen: Die Untersuchung hat gezeigt, dass der modifizierte penetrierende Bolzenschuss ein praktikables und gut standardisierbares einstufiges Betäubungs- und Tötungsverfahren und damit ein sicheres Verfahren zur Nottötung von Ferkeln bis 30 Kilogramm Körpergewicht ist. Eine entsprechende Änderung der Tierschutz-Schlachtverordnung wird empfohlen. Der Schussbolzen verursacht zum einen eine Betäubung und wirkt des Weiteren tödlich durch eine Zerstörung des Stammhirns entsprechend der Wirkungsweise eines Gehirn-/Rückenmarkzerstörers. Nachteilig auf die Durchführbarkeit der Methode könnte sich die starke Krampfaktivität nach dem Schuss auswirken. Auch aufgrund des Blutverlustes aus dem Schussloch kann sie von Anwendern und Zuschauern aus ästhetischen Gründen abgelehnt werden. Im Anschluss an die Untersuchung konnte ein praxistauglicher Leitfaden für die Durchführung der Nottötung von Ferkeln bis 30 Kilogramm Lebendgewicht am landwirtschaftlichen Betrieb per Bolzenschuss als Ein-Schritt-Methode erstellt werden. / Introduction: There is currently no practical and cost-effective one-stage procedure available for the emergency killing of piglets on farm. At the moment, the percussive blow to the head is most commonly used for non-viable piglets up to five kilograms for stunning. The stunning must be followed by the bleeding of the animals to ensure their death. The effectiveness of the percussive blow to the head is heavily depending on the skills of the operator and difficult to standardize. Bleeding is often rejected by the staff for hygienic and emotional reasons. Objective: The aim of this work was to investigate the effectiveness of the modified penetrating captive bolt as a procedure for the combined stunning and killing of suckling piglets and piglets up to 30 kilograms of body weight. In addition, an appropriate fixation device should have been developed and the reasons for an emergency killing should have been investigated as far as possible. Animals, material and methods: The preliminary as well as the main investigation took place between February 2016 and May 2017 on two farms. In the course of the preliminary investigation, the modifications to the captive bolt devices were determined and the devices were tested on 20 dead piglets weighing between 0.55 and 27.00 kilograms. The optimal position for the application of the captive bolt device was determined by a subsequent pathological examination of all the animals shot. Additionally, two different fixation devices (headrest and net) were developed for the safe execution of the stunning and killing by penetrating captive bolt. As part of the main investigation, a total of 198 piglets in six groups (VG) weighing between 0.48 and 39.00 kilograms were killed (VG 1: <1.30 kg; VG 2: 1.30-1.99 kg; VG 3: 2.00-4.99 kg; VG 4: 5.00-9.99 kg; VG 5: 10.00-19.99 kg; VG 6: 20.00->30.00 kg). For this purpose, two penetrating captive bolt devices (turbocut Jopp GmbH, Bad Neustadt a. d. Saale, Germany) were used, one for piglets weighing up to five kilograms (device 'Drei Puffer', bolt exit length: 5.3 cm) and the other one for the heavier animals (device 'Blitz Kerner', bolt exit length: 8.3 cm). In addition to a general examination before killing, the clinical presentation was recorded immediately after the shot and the effectiveness of the stunning and the subsequent complete transition to death were determined on the basis of reflex tests, time until the last movement, until the final dilatation of the pupil and until the cessation of cardiac activity. The killing process was documented by a video camera (digital HD-video camera, Sony® HDR-PJ 260 VE, Tokyo, Japan). 16 of the piglets killed during the main investigation, weighing from 0.66 to 39.00 kilograms, were also examined pathologically. In order to determine the influence of the variables weight, general condition - 95 - and accuracy of the shooting position on the total convulsion duration as well as on the time intervals to the last movement and up to the final pupil dilation, analysis of covariance was performed. The Kruskal-Wallis-test was used to check the dependence of the variables total convulsion duration and time interval to the last movement as well as to the final pupil dilation on the experimental groups. Results: The swelling and the inflammation of the joints were the most frequent causes for an emergency killing (34.5% of the animals). The desired position for the application of the captive bolt gun (approx. 1-2 cm above eye level in the median for suckling piglets and approx. 3-3.5 cm above eye level in the median for larger piglets; the direction of the shot should be parallel to the body's longitudinal axis in the direction of the tail) was not exactly achieved in almost a quarter of the animals shot (24%), but slight deviations occurred. Nevertheless, the effectiveness of the stunning and killing was very good with 98.5% and only one animal was evaluated as insufficient due to breathing movements. This and one of the two animals with questionable stunning effectiveness were reshot. The initially tonic cramps in only a few piglets and otherwise predominantly clonic cramps ended in almost all piglets (94%) within two minutes after the shot. They were significantly shorter in animals with severely impaired general condition than in those with only moderate impairment (p < 0.0001). However, the factors investigated explained only 13% of the variability of the total convulsion duration. For most piglets, the movements ended and the final dilatation of the pupil occurred within four minutes after the shot. Five piglets moved for more than ten minutes. When the captive bolt device was attached with deviations, the movements ended later (p = 0.041) and the final dilatation of the pupil also occurred later (p = 0.016). However, the factors investigated explained only 2% of the variability of the movement duration and 6 % of the variability of the duration until the final dilatation of the pupil. In 63% of the cases, the heartbeat could no longer be detected by stethoscope four minutes after the shot, but in 2.2% of the cases it was still longer than ten minutes. The electrocardiogram showed even longer heart activity. In 56% of the piglets this activity lasted more than ten minutes after the shot. The pathological examinations showed that the brain stem had been destroyed to varying degrees in all the animals examined. Conclusions: The investigation has shown that the modified penetrating captive bolt is a practicable and well standardizable single-stage stunning and killing procedure and thus a safe method for the emergency killing of piglets up to 30 kilograms of body weight. A corresponding amendment to the national Animal Welfare Slaughter Ordinance is recommended. The bolt leads to stunning and it also acts fatally by destroying the brainstem according to the mode of action of pithing. The strong convulsive activity after the shot could have a negative effect on the feasibility of the method. It can also be rejected by users and spectators for aesthetic reasons due to the loss of blood from the shot hole. Following the study, a practical guide for carrying out the emergency killing of piglets up to 30 kg of live weight on farm by captive bolt as a one-step method could be drawn up.