Untersuchungen zum Einsatz von Helium zur Gasbetäubung von Schlachtschweinen im Vergleich zu Kohlendioxid

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, erstmalig das Edelgas Helium zur Betäubung von Schlachtschweinen anzuwenden und es als Alternative zu Kohlendioxid (CO₂) zu testen. In einem ersten Schritt (Vorversuch) wurde die prinzipielle Machbarkeit geprüft, sowie erste Betäubungseigenschaften mit hohen Heliumkonzentrationen an zehn Schweinen (< 40 kg, sog. Läufer) untersucht. Auf Basis der Erfahrungswerte aus dem Vorversuch, wurde der Hauptversuch geplant. An einem oberfränkischen Schlachthof wurde eine Helium-Betäubungsanlage für ein Mastschwein (bis zu 110 kg) aufgebaut. Es wurden 80 Mastschweine betäubt und geschlachtet, 40 Schweine wurden mit Helium betäubt und zum Vergleich 40 Schweine mit CO₂.
Der theoretische Ansatz zum Aufbau der Helium-Betäubungsanlage war, dass sich Helium aufgrund seiner 7,5-mal geringeren Dichte in einem vorgegebenen Raum nach oben hin ausbreitet. Im Forschungsvorhaben wurde ein mit Helium gefüllter durchsichtiger Acrylglaskasten über einem Schwein abgesenkt. Für jeden Betäubungsdurchgang wurde eine Atmosphäre mit bis zu 98,5 Vol.-% Helium erzeugt. Die Schweine der Helium Gruppe wurden einzeln in einem Zyklus aus Absenken des Betäubungskastens, Verweildauer über dem Schwein und Auffahrt des Kastens von 180 Sekunden betäubt. Nach einer Betäubungskontrolle wurden die Mastschweine im anhaltenden Zustand der Wahrnehmungs- und Empfindungslosigkeit durch Blutentzug getötet.
Als Vergleichsgruppe wurden Mastschweine in einer industriellen CO₂-Dip-Lift-Anlage betäubt. Aufgrund der höheren Dichte des CO₂ im Vergleich zur Luft fand die Betäubung in einer Grube statt. Der Betäubungszyklus beinhaltete die Abfahrt einer Gondel (Tierkäfig) in die Grube, Verweildauer am Boden der Grube und die Auffahrt der Gondel und dauerte 130 Sekunden bei einer Konzentration von 90 Vol.-% CO₂. Die Mastschweine wurden ebenfalls einzeln betäubt und nach Auswurf aus der Gondel geschlachtet.
Zur Erfassung tierschutzrelevanter Parameter wurden alle Mastschweine während den verschiedenen Gasexpositionen gefilmt, eine detaillierte Analyse des erhaltens erstellt sowie der Schallpegel von Lautäußerungen gemessen. Es wurde die Zeitdauer bis zum Bewusstseinsverlust der Tiere sowie die Dauer und Intensität nachfolgender unkontrollierter Muskelkontraktionen ermittelt. Als Indikator der Belastung durch die Betäubung wurden im Stichblut die Konzentrationen der Katecholamine Adrenalin und Noradrenalin, bestimmt. Es wurden verschiedene Parameter der Fleischqualität erhoben. Im Anschluss an die Zerlegung wurden alle Teilstücke makroskopisch auf das Vorkommen von petechialen Muskelblutungen untersucht.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass mit hohen Heliumkonzentrationen ein schonender, anhaltender Betäubungseffekt erzielt werden konnte. Bei allen 40 Durchgängen blieben die Schweine bis zum Verlust des Stehvermögens, im Mittel nach 20 s, entspannt und unbeeinflusst durch die Gasatmosphäre. Es wurden keine Irritationen oder Lautäußerungen registriert. Die anschließende Phase von Exzitationen ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den Betäubungsverfahren. Alle Schweine blieben bis zum Tod durch Blutentzug wahrnehmungs- und empfindungslos. Die Katecholamine im Stichblut der Helium Gruppe waren signifikant niedriger. Die Schlachtschweine der Studie hatten nach einer CO₂-Betäubung: die zweifache Konzentration an Adrenalin und Noradrenalin im Blut im Vergleich zur Helium Gruppe.
Der Vergleich mit der Einzeltierbetäubung in CO₂ ergab, dass 45 % der Tiere bei Gaskontakt zurückdrängten, 35 % äußerten Symptome der Atemnot mit Hyperventilation und 17,5 % zeigten Fluchtversuche und Lautäußerungen. Bei Lautäußerungen in Form von Schreien erhöhten die Grundlautstärke in der CO₂ Anlage von 80,4 Dezibel (dB) auf 105,8 dB. In der CO₂ Atmosphäre verloren die Schweine im Mittel nach 16 s das Stehvermögen, danach setzen Exzitationen ein. Auch alle Tiere dieser Gruppe blieben bis zum Tod durch Blutentzug wahrnehmungs- und empfindungslos.
Eine wichtige Erkenntnis dieser Studie zur Schlachtkörperqualität war, dass die Helium Betäubung die Qualität nicht durch das vermehrte Vorkommen von Blutpunkten in der Muskulatur vermindert. Aufgrund dieses Kriteriums kam das Edelgas Argon nie zum kommerziellen Einsatz. Die erhobenen Parameter bezüglich der Fleischqualität wiesen nur geringe Unterschiede zwischen den Betäubungsverfahren auf. Hervorzuheben ist, dass 45 min p. m. nach der Helium Betäubung im Muskel semimembranosus (SM; Oberschale) signifikant höhere pH-Werte und niedrigere Muskelkerntemperaturen nachgewiesen wurden. Diese Faktoren beeinflussen die Fleischreifung positiv und sind Marker für den Einfluss von Stress und Belastungen bei Schweinen in Zusammenhang mit der Schlachtung. Auch der Farbeindruck des Teilstücks Oberschale (48 h p. m.) war weniger blass und hatte einen höheren Rotanteil. Die sensorischen Bewertungen von Aroma, Saftigkeit und Zartheit zeigten keine signifikanten Unterschiede und keine negative Beeinflussung durch Helium. Die Fleischscheiben des Muskels longissimus dorsi (LD; Kotelett) der Helium Gruppe wurden bei der Verkostung insgesamt sogar in allen drei Kategorien geringfügig besser bewertet.
Die Ergebnisse dieser Studie ergänzen den wissenschaftlichen Dialog, dass Inertgase zur Betäubung von Schweinen keine Panik- und Aversionsreaktion oder Atemnot auslösen und eine tierschutzkonforme Betäubung ermöglichen können. Darüber hinaus verminderte die Helium Betäubung von Einzeltieren die Schlachtkörper- und Fleischqualität nicht und war in Teilen sogar besser zu bewerten. Aus Sicht der Autorin hat Helium das Potenzial, ein tierschutzgerechtes, schonendes Betäubungsgas, im Gegensatz zum industriell verwendeten CO₂ zu sein.