Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Anne Kruse

Untersuchungen zu spezifischen Mischfutterkonzepten für die Endmast von Ebern zur Minimierung der Skatol- bzw. Androstenon-bedingten

Geruchsabweichungen am Schlachtkörper

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-104983

title (engl.)

Investigations on specific dietary concepts for the finishing period to reduce “boar taint” of carcasses of fattening boars caused by skatole and androstenone

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2014

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/krusea_ss14.pdf

abstract (deutsch)

Aufgrund eines Verbots (Novelle des Tierschutzgesetzes) der betäubungslosen Kastration von Ferkeln unter sieben Tagen wird ab 2019 die Ebermast eine mögliche Alternative zur derzeit noch üblichen Börgenmast darstellen.

Geschlechtsreife Eber entwickeln jedoch evtl. einen spezifischen Geschlechtsgeruch (Leitstoffe: Skatol und Androstenon), was zu Beanstandungen der Schlachtkörper führen kann, diese ggf. sogar genussuntauglich machen.

In der hier vorliegenden Studie wurde daher der Einfluss fünf verschiedener Mischfutterkonzepte auf den Stärkeeinstrom in das Zäkum, die Gehalte an flüchtigen Fettsäuren (FFS) und Skatol im Zäkumchymus und Kot sowie im Blutplasma und Fettgewebe geprüft. Schließlich erfolgte die Untersuchung der Mikroarchitektur (Kryptentiefe) der Zäkumschleimhaut. Der Einsatz dieser Mischfutter (MF; basierend auf Weizen, Gerste und Sojaextraktionsschrot) war auf die letzten 4 Wochen der Mast bzw. vor der Tötung begrenzt. In zwei Gruppen wurde der Einfluss der Futterstruktur (fein vermahlen, pelletiert vs. grob vermahlen, schrotförmig) und in weiteren drei Gruppen der Einfluss besonderer Einzelfuttermittel geprüft (20 % gebrochener Mais bzw. 16,9 % Molkenpulver bzw. 30 % rohe Kartoffelstärke = RPS im MF). Es handelte sich um isoenergetische und isonitrogene MF. Die Futterstruktur wurde mittels einer Nassen Siebanalyse näher charakterisiert:

Masse (%) der Partikel

Pellet fein

Schrot grob

+ Mais

+ Molke

+ RPS

> 1 mm

9,841 / 7,162

49,8

46,41 / 45,72

37,2

29,7

< 0,2 mm

51,11 / 53,02

29,8

32,71 / 29,12

44,0

54,5

1 1. Durchgang; 2 2. Durchgang

Hierzu wurden insgesamt 70 Eber (BHZP; KM zu Versuchsbeginn: 96,3 ± 6,76 kg) in zwei aufeinander folgenden Durchgängen aufgestallt. Dabei wurden im 1. Durchgang (DG) 50 Tiere auf die oben genannten fünf verschiedenen Fütterungsgruppen verteilt. Im 2. DG erfolgte eine erneute Prüfung der MF „Pellet fein“ und „+ Mais“ an 20 Tieren. Weiterhin waren die Eber hinsichtlich ihrer genetischen Androstenon- und Skatolausprägung über die Eberväter näher definiert:

-     hohe Androstenon- und hohe Skatolwerte

-     geringe Androstenon- und geringe Skatolwerte

-     hohe Androstenon- und geringe Skatolwerte

-     geringe Androstenon- und hohe Skatolwerte

-     mittlere Androstenon- und mittlere Skatolwerte

Dabei war jede genetische Ausprägung jeweils zweimal pro Fütterungsgruppe vertreten.

Während des Versuchs wurden wöchentlich Kotproben zur Bestimmung der TS-Gehalte und pH-Werte sowie der Skatol- und Indolgehalte genommen. Weiterhin wurde zweimal wöchentlich in den Nachmittagsstunden das Verhalten der Eber beobachtet.

Am Versuchsende (KM: 135 ± 10,2 kg) wurden die Tiere getötet, Blutproben aus der Vena jugularis zur Bestimmung der Skatol-, Indol- und Androstenongehalte sowie Nackenspeckproben sowohl für analytische (Skatol,- Indol- und Androstenongehalte) als auch für sensorische Untersuchungen entnommen. Des Weitern wurde das Zäkum in toto entfernt und im Chymus der pH-Wert, der TS-Gehalt und der Gehalt an Stärke, Laktose und FFS bestimmt sowie die Skatol- und Indolgehalte gemessen. Zusätzlich wurden aus der Zäkumwand Gewebeproben zur Untersuchung der Mikroarchitektur (Kryptentiefe) entnommen.

Die wesentlichen Ergebnisse der Arbeit werden nachfolgend zusammengefasst.

Leistung:

·         tägliche KMZ: über alle Gruppen hinweg sehr hohes Niveau, günstigste tägliche Zunahmen in der Gruppe „Pellet fein“ (1326 ± 273 g), geringste tägliche Zunahmen in der Gruppe „+ RPS“ (1104 ± 336 g)

·         Futteraufwand: günstigster Futteraufwand in der Gruppe „Pellet fein“ (2,64) im Vergleich zu den übrigen Gruppen („Schrot grob“: 2,87; „+ Mais“: 2,93;      „+ Molke“, „+ RPS“: 2,94)

Kot:

·         TS-Gehalt: in der Gruppe „Pellet fein“ am höchsten (296 ± 53,0 g/kg uS), in der Gruppe „+RPS“ am niedrigsten (225 ± 35,4 g/kg uS)

·         Skatolgehalte: Fütterungseffekte wurden ab der 2. Versuchswoche sichtbar, insgesamt ab diesem Zeitpunkt Trend zu geringsten Gehalten in der Gruppe „+ RPS“ (24,1 ± 19,3 µg/g TS; ohne Ausreißer), tendenziell höchste Gehalte ab der 3. Versuchswoche in der Gruppe „Schrot grob“ (81,1 ± 41,9 µg/g TS) und „+ Mais“ (111 ± 29,2 µg/g TS)

Zäkumchymus:

·         Stärkegehalt: in den Gruppen „+ RPS“, „Schrot grob“, „+ Mais“ und „+ Molke“ signifikant höher je kg TS (179 ± 110/ 164 ± 35,4/ 136 ± 40,6/ 85,1 ± 22,4 g/kg TS) als in der Gruppe „Pellet fein“ (41,4 ± 7,97 g/kg TS)

·         Buttersäurekonzentration: signifikant höchste Gehalte in der Gruppe „+ RPS“ (33,7 ± 9,53 mmol/kg uS), in allen anderen Gruppen vergleichbares Niveau (22,7 ± 5,90 mmol/kg uS)

·         Skatolgehalt: insgesamt über alle Gruppen sehr geringe Gehalte (4,50 ± 12,8 µg/g TS), ein Fütterungseinfluss wurde nicht sichtbar

·         Zäkumkrypten: signifikant tiefsten Krypten in der Gruppe „+ RPS“ (570 ± 189 µm) im Vergleich zu den anderen Gruppen (473 ± 71,0 µm)

Blutplasma:

·         Skatolgehalte: geringste Gehalte in der Gruppe „+ RPS“ (1,30 ± 0,834 ng/ml Plasma; übrige Gruppen: 1,40 ± 1,56 ng/ml Plasma), in allen Gruppen geringere Werte am Versuchsende (KM: 135 kg) im Vergleich zum Ausgangswert (KM: 86,0 kg); kein Fütterungseinfluss erkennbar

·         Androstenongehalte: in allen Gruppen stiegen die Gehalte am Versuchsende (KM: 135 kg) im Vergleich zum Ausgangswert (KM: 86,0 kg) an (Alterseffekt)

Nackenspeck:

·         Skatolgehalte: insgesamt variierten die Gehalten in allen Gruppen auf einem geringen Niveau (89,1 ± 138 ng/g Fett); geringste Gehalte in den Gruppen
„+ RPS“ (35,6 ± 30,5 ng/g Fett) und „Pellet fein“ (50,8 ± 44,3 ng/g Fett), höchste Gehalte in der Gruppe „+Molke“ (92,9 ± 57,6 ng/g Fett, ohne Ausreißer), eine statistische Absicherung war jedoch nicht möglich

·         sensorische Untersuchung: in den Gruppen „Pellet fein“ und „+ RPS“ Anteil der Tiere mit hochgradigen Geruchsabweichungen am geringsten sowie Anteil der Tiere, die keine olfaktorischen Mängel aufwiesen, am höchsten;
in der Gruppe „Schrot grob“ Geruchsabweichungen am häufigsten; im 2. DG lediglich ein Tier aus der Gruppe „Pellet fein“ mit „hochgradigen“ Geruchsabweichungen, in der Gruppe „+ Mais“ drei Tiere

Verhaltensbeurteilung:

·         Die Haltung der Eber erwies sich als unproblematisch.

·         Weder die Fütterung (MF-Varianten) noch der Genotyp (Eberväter) hatten einen Einfluss auf das Dominanzverhalten der Tiere. Lediglich die genetische Variante „Androstenon hoch“ zeigte häufiger Aufreitverhalten als Nachkommen der Gruppe „Androstenon gering“.

Die Ergebnisse zeigen, dass weder über die gröbere Futterstruktur bzw. über eine forcierte Stärkeanflutung im Dickdarm (gebrochener Mais), noch über einen hohen Laktosegehalt im Futter die Skatolgehalte im Verdauungstrakt (Zäkumchymus/Kot), Nackenspeck und Blutplasma beeinflusst werden konnten. Zusammenfassend konnten lediglich durch den Einsatz der rohen Kartoffelstärke die tendenziell günstigsten Ergebnisse erreicht werden (erhöhte Butyratgehalte im Dickdarminhalt, geringere Skatolgehalte im Zäkumchymus, Blut und Nackenspeck). Möglicherweise hängt das Ausbleiben des Fütterungseffekts in den Fütterungsgruppen mit vergleichbarem Stärkestrom damit zusammen, dass der Einfluss auf das Fermentationsmuster je nach Stärkequelle differiert bzw. in diesem Zusammenhang auch die Tryptophanquelle (möglicherweise endogene Herkunft bei MF mit gröberer Struktur) näher untersucht werden muss.

Besondere Erwähnung verdient die Tatsache, dass die Ergebnisse der Skatol- und Androstenonuntersuchung und die der sensorischen Prüfung kaum korrelierten.

abstract (englisch)

The amendment of the animal welfare act will ban the castration without anesthesia in piglets younger than seven days by 2019. Therefore the fattening of boars may be a possible alternative to the currently common fattening of castrates. However, sexually mature boars may develop a specific boar taint (main compounds: skatole and androstenone) that can lead to off-odor on carcasses and thereby to an exclusion for human consumption.

In the present study, the influence of five different dietary concepts on the starch influx into the cecum, the levels of short chain fatty acids (SCFA) and skatole in cecum digesta and feces as well as in blood plasma and adipose tissue was examined. Additionally, the microarchitecture (crypt) of the cecal mucosa was examined. The application of these diets (based on wheat, barley and soy bean meal) was limited to the last 4 weeks of the fattening period (respectively prior to the killing). In two groups, the influence of diet`s structure (finely ground, pelleted (FP)/ coarsely ground, meal (CM)) was tested. The influence of specific ingredients was evaluated in three further groups (supplementation of the diet with 20% cracked corn (+ CORN)/ 16.9% whey powder (+ WHEY)/ 30% raw potato starch (+RPS)).

The diets were isoenergetic and isonitrogenous. The diet`s structure was characterized by wet sieve analysis:

Fraction of particles (mass, %)

FP

CM

+ CORN

+ WHEY

+ RPS

> 1 mm

9.841 / 7.162

49.8

46.41 / 45.72

37.2

29.7

< 0.2 mm

51.11 / 53.02

29.8

32.71 / 29.12

44.0

54.5

1 1st trial; 2 2nd trial

For this purpose, a total of 70 boars (BHZP; bodyweight at the beginning of the experiment: 96.3 ± 6.76 kg) was used in two successive trials. In the first trial 50 animals were distributed in the above-mentioned five different feeding groups. In the second trial only the diets "FP" and "+ CORN" were re-examined with 20 animals. Furthermore, the boars were defined in terms of their genetic androstenone and skatole expression:

-     high androstenone and high skatole levels

-     low androstenone and low skatole levels

-     high androstenone and low skatole levels

-     low androstenone and high skatole levels

-     mean androstenone and mean skatole levels

Each genotype was represented twice per feeding group.

During the feeding trials fecal samples for the determination of the dry matter content and the pH values as well as the skatole and indole levels were taken weekly. Furthermore the behaviour of the boars was observed twice a week in the afternoon.

At the end of the trials (bodyweight: 135 ± 10.2 kg) the animals were killed, blood samples from the jugular vein for the determination of skatole, indole and androstenone as well as neckfat samples for analytical (skatole, indole and androstenone) and for sensory tests were taken. Additionally, the cecum was removed and in the digesta the pH, the dry matter content, levels of starch, lactose and SCFA as well as the content of skatole, indole and androstenone were examined. Furthermore, tissue samples from the cecal wall were collected to investigate the microarchitecture (crypt depth).

In the following the most important results of the work are summarized:

Performance:

·         daily gain: high levels in all groups, most favorable daily gains in group “PF“ (1326 ± 273 g), lowest daily gains in group “+ RPS“ (1104 ± 336 g)

·         FCR: lowest FCR in group ”FP“ (2.64) compared to the other groups (“CM“: 2.87; ”+ CORN“: 2.93; ”+ WHEY“ and. ”+ RPS“: 2.94)

Faeces:

·         Dry matter (DM): In group "FP" the highest (296 ± 53.0 g/kg), in the group "+ RPS" the lowest levels (225 ± 35.4 g/kg)

·         Skatole: feeding effect from the 2nd week of the trial; overall from this time tendency to lowest levels in the group "+ RPS" (24.1 ± 19.3 µg/g DM; without outliers), tendentially the highest levels from the 3rd week on in the group "CM" (81.1 ± 41.9 µg/g DM) and "+ CORN" (111 ± 29.2 µg/g DM)

Cecal digesta:

·         Starch: in group "+ RPS", "CM" and "+ CORN" significantly higher (179 ± 110/ 164 ± 35.4/ 136 ± 40.6/ 85.1 ± 22.4 g/kg DM) than in the group "FP" (41.4 ± 7.97 g/kg DM)

·         Butyric acid: significantly highest levels in group "+ RPS" (33.7 ± 9.53 mmol/kg digesta), comparable levels in the other groups (22.7 ± 5.90 mmol/kg digesta)

·         Skatole: over all groups very low levels (4.50 ± 12.8 µg/g DM), a feeding effect was not visible

·         Cecal crypts: significantly deepest crypts in group "+ RPS" (570 ± 189 µm) compared to the other groups (473 ± 71.0 µm)

Blood plasma:

·         Skatole lowest levels in group "+ RPS" (1.30 ± 0.834 ng/ml plasma; other groups: 1.40 ± 1.56 ng/ml plasma), in all groups lower values at the end of the trial (bodyweight: 135 kg) compared to the baseline level (bodyweight: 86.0 kg), no feeding effect perceptible

·         Androstenone: in all groups levels rose at the end of the trail (bodyweight: 135 kg) compared to baseline value (bodyweight: 86.0 kg; age-related effect)

Neckfat:

·         Skatole: over all the values varied at a low level (89.1 ± 138 ng/g fat), lowest levels in the groups "+ RPS" (35.6 ± 30.5 ng/g fat) and "FP "(50.8 ± 44.3 ng/g fat), the highest levels in group "+ WHEY" (92.9 ± 57.6 ng/g fat, without outliers), but no statistical validation

·         sensory examination: in the groups "FP" and "+ RPS" lowest number of animals with high-grade deviations and most animals without off-odor, highest number of animals with off-odor in the group "CM"

in the second trial only one animal of the group "FP" with "high-grade off-odor” and three animals in the group "+ CORN"

Behaviour:

·         The keeping of the boars proved to be unproblematic.

·         Neither the different diets nor the genotype had a marked influence on the dominant behavior of the animals. Only the genetic variant "androstenone high" showed a more frequent mounting behavior compared to the group "androstenone low"

The results show that neither a coarse structure of the diet, a forced starch influx into the large intestine (broken corn) nor a high lactose content in the diet had an influence on skatole levels in the digestive tract (cecal digesta/feces), in neck fat or blood plasma.

In summary only through the application of raw potato starch the desired results were reached (increased butyrate in the large intestine, lower skatole levels in cecal digesta, blood and neckfat). This effect of the diet was not visible in the feeding groups with a comparable starch influx and may depend on the fact that the impact on the fermentation pattern differs depending on the source of starch. In this context the tryptophane source (possible additional endogenous origin in diets with a coarser structure) needs to be examined further.

Special mention deserves the fact that the results of skatole and androstenone examination and sensory testing did hardly correlate.

keywords

Ebergeruch, Skatol, Androstenon, boar taint, skatole, androstenone

kb

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