Risk based approach towards more sustainability in European pig production

Abstract

Major aim of this thesis was to demonstrate how the use of a HACCP concept, a risk based approach, improves the sustainability of added value chains in European pig production. The thesis is featured as a pseudo-cumulative work with general introduction and conclusions and five independent chapters. Sustainability comprises nine themes. This thesis concentrates on animal health, meat quality and meat safety. 127 pig producing farms from five European countries and 15 different farming systems were investigated to design a catalogue proposing checklists for sustainability evaluation. This catalogue was used to assess farm specific risks in relation to animal health and meat safety, using principal component analysis. Only in the case of low risks due to diseases and failures of management, pig producing farms and the whole meat production chain can be categorized as sustainable. High intra- and inter-system differences of present risks were identified by this procedure. A combination of results from audits based on checklists and results from monitoring measures increase the certainty of risk assessment. A method for a continuous control and management of these sustainability aims was developed based on the principles of the HACCP concept. Unspecific and sensitive inflammatory markers take a key role regarding these monitoring measures. The innate immune system is affected by many factors like lesions, diseases, infections and permanent psychological stress and responds by increased concentrations of so called acute phase proteins. During a life cycle study with 99 pigs from rearing to slaughter, resulting in a data set of more than 18000 individual data records, these indicators of increased risks were investigated in detail. The correlation analyses of serum concentrations of these indicators measured at an age of 13 weeks presented the most significant coherences with parameters of meat and carcass quality. A direct coherence of the sustainability themes animal health and meat quality was proved for the first time. The risk of organ abnormalities was 16 times higher in cases of increased serum concentrations of one of these indicators measured directly before slaughter. The results proved these indicators in combination with further information to improve efficiency in terms of risk assessment and attendant measures. Implementation to practice was supported by the development of a rapid measurement method for the indicators based on a biosensor system.

<strong>Risikobasierter Ansatz zur Steigerung der Nachhaltigkeit der Europäischen Schweineproduktion</strong><br /> Das übergeordnete Ziel der Arbeit war es, zu demonstrieren, wie durch das HACCP Konzept als Risiko basierter Ansatz für die gesamte Wertschöpfungskette die Nachhaltigkeit der Europäischen Schweineproduktion gesteigert werden kann. Die Arbeit ist als pseudo-kumulative Schrift gestaltet mit allgemeiner Einleitung und Zusammenfassung sowie fünf in sich geschlossenen Publikationen. Nachhaltigkeit umfasst neun Themengebiete, von denen im Rahmen dieser Arbeit schwerpunktmäßig Tiergesundheit, Fleischqualität und Lebensmittelsicherheit bearbeitet wurden. Zur Gestaltung eines Checklistenkatalogs standen insgesamt 127 Schweine haltende Betriebe aus 5 EU Ländern und 15 verschiedenen Haltungssystemen zur Verfügung. Der entwickelte Checklistenkatalog ermöglichte es, unter Anwendung der Hautkomponentenanalyse, betriebsspezifische Risiken für die Gesundheit der Tiere zu bewerten und die Sicherheit, der von diesen Tieren stammenden Lebensmittel, einzuschätzen. Nur, wenn bezogen auf beide Bewertungskriterien die Risiken für das Auftreten von Krankheiten oder Managementfehler gering sind, können tierhaltende Betriebe sowie die gesamte Wertschöpfungskette Fleisch als nachhaltig eingestuft werden. Sowohl innerhalb als auch zwischen verschiedenen Haltungssystemen konnten sehr unterschiedliche Risikolagen identifiziert werden. Die Sicherheit der Risikobewertung wird durch eine Kombination von Checklisten-gestützten Audits mit Ergebnissen aus Monitoringmaßnahmen erhöht. Hier wurde eine Methode zur kontinuierlichen Überwachung und Steuerung dieser Nachhaltigkeitsziele in Anlehnung an die HACCP-Methode entwickelt. Eine zentrale Rolle im Rahmen eines Monitorings nehmen dabei unspezifische, sensitive Entzündungsmarker ein. Das Immunsystem reagiert auf eine Vielzahl von Faktoren, wie Verletzungen, Infektionen oder andauernden psychischen Stress, durch eine vermehrte Ausschüttung der sogenannten Akute Phase Proteine. Diese Risikoindikatoren wurden, im Rahmen eines Versuchs zur Beschreibung des Lebenszyklus von 99 Schweinen mit mehr als 18.000 erfassten Einzeldaten, weiter untersucht. Korrelationsanalysen der Serumkonzentrationen dieser Indikatoren wiesen im Lebensalter von 13 Wochen die meisten signifikanten Zusammenhänge zu Parametern der Fleisch- und Schlachtkörperqualität, die nach der Schlachtung bewertet wurden, auf. Es wurde erstmals nachgewiesen, dass zwischen den Nachhaltigkeitsaspekten Tiergesundheit und Fleischqualität ein direkter Zusammenhang besteht. Für das Auftreten von Organveränderung lag bei erhöhten Konzentrationen eines Indikators, ermittelt kurz vor der Schlachtung, ein 16fach erhöhtes Risiko vor. Es wurde gezeigt, wie diese Indikatoren in Verbindung mit Informationen aus Audits, zu einer Effizienzsteigerung im Rahmen der Risikobewertung und sich daran anschließenden Folgemaßnahmen genutzt werden können. Die Entwicklung einer Schnellmethode zur Messung der Risikoindikatoren, basierend auf einem Biosensorsystem, unterstützt eine mögliche Implementierung der entwickelten Methode.