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Doctoral Thesis
2007
Bestimmung des Verknöcherungsverlaufs des Brustbeins von schnell und langsam wachsenden Masthühnern
Bestimmung des Verknöcherungsverlaufs des Brustbeins von schnell und langsam wachsenden Masthühnern
Abstract (English)
According to EU marketing regulations for poultry chicken carcasses have to be marketed either as ?young chicken with a flexible breastbone processus? or as ?chickens with a rigid breastbone processus? due to their age at slaughter. Market prices of meat form young chickens are manifold higher than for old ones. Meanwhile, extensive (especially organic) broiler meat production has increased. As in these production systems age at slaughter has to be at least 81 days the question arises whether the breastbone processus is yet not ossified. Up to now the knowledge on the development of the breast bone in chicken is limited. More extended information is only available for bones of extremities.
The objective of the present study was, therefore, to investigate the ossification process of breastbones in fast and slow growing broiler strains between first weeks of life and sexual maturity. Visual assessment and assistant characteristics (metric measurements, computerized tomography, chemical composition) of the breastbone and the Os coracoideum,
should be applied to analyze the course of ossification.
In total, 1000 fast growing broilers of the breed Ross 308 and 1000 slow growing broilers of the breed Isa S 457 were reared for this experiment under standard conditions in a temperature controlled poultry house. Finally, 480 chickens of each breed were used for determination of the breastbone characteristics. Starting with week 4, 12 cocks and 12 hens of each breed were slaughtered weekly until week 23 of life. Life weight and weight of breast meat were recorded besides breastbone characteristics. The breastbone was completely removed and its weight, as well as numerous measures of the breastbone were recorded: Breastbone weight (BBG), Breastbone length (L), Width between the Proc. craniolaterali (BPC), Width between the Trab. intermediae (BTI), Width between the Trab. lateralis (BTL), Length of the Trab. intermedia (LTI), Length of the Trab. lateralis (LTL), Length and width
of the Inc. medialis (LIM and BIM), Length and width of the Inc. lateralis (LIL and BIL), Height at Rostrum (HR), Heigth of breastbone keel at 50% of total length (HK), Cartilage length of the Trab. mediana (LC), Relationship between LC and L, Weight of cartilage of the Trab. mediana (GK) and Relationship between GK and BBG. Furthermore, the Os coracoides were removed as bones of reference. Computerized tomography (pQCT) scans were taken at
special reference points from 10 randomly sampled breastbones and their Os coracoids of each genotype and gender. The reference points of the breastbone were located at 33% and 66% of total length, whereas, the reference points of the Os coracoides were located at 50% of total length. Total area, Total density, Cortical area, Cortical density as well as SSI were measured by pQCT. Furthermore, photos were taken of characteristic breastbones from each
gender and breed and 6 breastbones of each breed and gender were analyzed for contents of dry matter, ash, calcium and phosphorus.
Fast growing broilers reached higher life weights and breast muscle weights than slow growing broilers. While weight differences between cocks and hens of the fast growing strain diminished at the end of the experiment, slow growing broilers still showed distinct weight differences between genders in week 23. The breastbone dimensions reached their final values at different times. Determination of breastbone characteristics by metric measurements of
dimensions, by computerized tomography and by chemical analyses showed clearly that the ossification process of breastbones of hens is faster than for cocks. This was also reflected by the relations Cartilage length of the Trab. mediana (LC) / breastbone length (L) and Weight of cartilage of the Trab. mediana (GK)/ breastbone weight (BBG). Both indices were higher in males than in females. Breastbones of Ross 308 hens are ossified faster than of Isa S 457
hens. In general, most breastbone parameters differed between breeds.
The development of the dry matter content of the breastbone was not finished till the end of week 23. The storage of inorganic material (ash, calcium and phosphorus) showed breed specific differences at the beginning of the experiment, but during the experiment the increase of inorganic material in breastbones was higher for hens than for cocks. The breastbone of a newly hatched chicken consists completely of cartilage and ossification started immediately after hatch from a central ossification centre to caudal and to
cranial. Further ossification centres existed at the lateral Trabeculae. The ossification of the lateral Trabeculae progressed independently of the ossification of the breastbone processus. In the present investigation the direction of ossification to the caudal end of the breastbone processus was of special interest. The central ossification centre showed up in the front keel
range of the breastbone. With the sprouting of blood vessels and increased metabolic activity the colour of the centre turned to deep red and spread to cranial and caudal. During the proceeding ossification process due to pneumatisation the deeply red coloured areas turned to bright and finally transparent, especially in the front of the breastbone.
The results from computerized tomography of breastbones confirmed the visual
observations of the ossification of the breastbone processus. Obviously, the ossification process of the breastbone needs a large time frame and ossification seems to be a multilayered process. The increase in breastbone dimensions is paralleled by an increased storage of inorganic material. The weight of the breastbones was decreasing with increasing age due to the reduction of the water content during the process of pneumatisation. The breastbone processus was not completely ossified in fast and slow growing broilers up to the end of the experiment (week 23 of life).
The results on the ossification process in fast and slow growing broiler breeds clearly revealed that a prolongation of the fattening process does not affect marketing of broiler meat from extensive production. The breastbone processus is not fully ossified at the normal slaughter age of 81 to 84 days. But, the results also indicated that a more clear definition of the term ?ossified breastbone processus? is necessary as the breastbone is still not fully ossified on start of laying in hens.
Abstract (German)
Die Vermarktung von Geflügelfleisch ist in der Durchführungs-Verordnung 1538/91 zur Verordnung (EWG) Nr. 1906/90 geregelt. Bei der Vermarktung ganzer Hühnerschlachtkörper wird zwischen Fleisch von jungen und alten Tieren unterschieden: ein Masthuhn ist ein junges Tier mit biegsamem (nicht verknöchertem) Brustbeinfortsatz, während die Bezeichnung Suppenhenne ein altes Tier mit rigidem (verknöchertem) Brustbeinfortsatz kennzeichnet. Der
Erzeugerpreis für ein Masthuhn ist dabei um ein Vielfaches höher als für ein Suppenhuhn.
Nachdem inzwischen extensive Produktionsverfahren in der Hühnermast vor allem im Rahmen der ökologischen Erzeugung an Bedeutung gewinnen, die eine Mindestmastdauer von 81 Tagen vorschreiben, stellt sich die Frage, ob auch bei diesen Masthühnern noch die Bedingung des nicht verknöcherten Brustbeinfortsatzes erfüllt ist. Bisher ist der Wissensstand
zur Entwicklung des Brustbeins beim Huhn sehr lückenhaft, umfangreichere Informationen liegen nur zu den Extremitätenknochen vor.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, den Verlauf der Verknöcherung des
Brustbeins und des Rabenbeins vergleichend für schnell und langsam wachsende Masthühner(Broiler) zwischen den ersten Lebenswochen und der Geschlechtsreife zu erfassen. Hierzu wurden neben der subjektiven Erfassung der Verknöcherung über visuelle Beurteilung verschiedene Hilfsmerkmale wie metrische Maße, computertomographische Messwerte und chemische Analysenwerte des Brust- sowie Rabenbeins herangezogen werden.
Für den Versuch wurden je 1000 Broiler (gleiche Anteile männlicher und weiblicher Tiere) der schnell wachsenden Herkunft Ross 308 und der langsam wachsenden Herkunft Isa S 457 in Gruppen von 50 bis 60 Tieren als Eintagsküken eingestallt. Jeweils 480 Tiere je Herkunft wurden dann für die Untersuchungen verwendet. Zwischen der 4. und der 23. LW wurden je Herkunft wöchentlich 12 Hähne und 12 Hennen geschlachtet. Neben der Lebendmasse (LM) und dem Brustmuskelgewicht (BMG) wurden nach Ablösen des Brustfleisches verschiedene metrische Maße des Brustbeins zur Erfassung der Dimensionen und des Knorpelanteils ermittelt. Das linke Rabenbein (RL) diente ferner als
Referenzknochen. An verschiedenen Stellen des Brustbeins und des Rabenbeins wurde mittels peripherer Quantitativer Computertomographie (pQCT) die Gesamtfläche und ? dichte, die Corticalisfläche und ?dichte sowie das Flächenträgheitsmoment (Strain Strength Index ? SSI) ermittelt. Charakteristische Brustbeine wurden je Herkunft und Geschlecht für die visuelle
Auswertung fotografiert. Bei 6 Brustbeinen je Herkunft und Geschlecht wurden der Trockensubstanzgehalt, sowie der Asche-, Calcium- und Phosphorgehalt bestimmt.
Schnell wachsende Broiler wiesen ein deutlich höheres Lebend- und Brustmuskelgewicht auf als langsam wachsende. Die Anpassung der Gompertz-Wachstumskurven ergab für die schnell wachsende Herkunft Ross 308 eine höhere maximale Wachstumsgeschwindigkeit als für die langsam wachsende Herkunft Isa 457, ferner lag der Wendepunkt der Kurven bei Herkunft Ross in einem früheren Lebensabschnitt. Das Brustbein bestand beim Eintagsküken noch vollständig aus Knorpel und verknöcherte bereits ab der 1. LW von einem mittigen
Verknöcherungszentrum bidirektional nach kaudal und nach kranial. Ferner bestanden Verknöcherungszentren an den seitlichen Trabeculae, die sich unabhängig hiervon entwickeln. Mit Einsprießen der Blutgefäße färbte sich das Zentrum durch Einlagerungsprozesse tiefrot und breitete sich nach kranial und kaudal aus. Mit zunehmender Verknöcherung wurde das Brustbein wieder heller und vor allem im vorderen Bereich auf Grund der Pneumatisierung transparenter. Der Brustbeinfortsatz war auch in der 23. LW nicht vollständig verknöchert. Generell wurden bei den schnell wachsenden Broilern und bei den Hähnen innerhalb der Herkünfte größere Brustbeindimensionen erreicht.
Die computertomographischen und chemischen Bestimmungen zeigten, dass die
Brustbeine der Hennen deutlich schneller verknöcherten als die der Hähne und Brustbeine von Ross 308 Hennen schneller verknöcherten als von Isa S 457 Hennen. Die Einlagerung anorganischer Substanz (Calcium und Phosphor) ist von Versuchsbeginn an bei den Herkünften unterschiedlich. Über den Versuchsverlauf lagerten Hennen mehr anorganische Substanz ein als Hähne. Die Entwicklung des Trockensubstanzgehaltes des Brustbeins war bis zum Versuchsende noch nicht abgeschlossen. Zwischen den Brustbeinmaßen und den computertomographischen sowie chemischen Analysenwerten des Brustbeins bestanden in der Regel nur geringe bis mittlere Korrelationen, während zwischen den Brustbeinmaßen und den Gewichten enge Beziehungen vorlagen.
Generell belegen die Ergebnisse, dass die Verknöcherung des Brustbeins von langsam wachsenden Masthühnern zum üblichen Schlachtzeitpunkt von 81 bis 84 Tagen noch nicht abgeschlossen ist und somit auch in der Extensivmast bei der Vermarktung keine Nachteile entstehen. Allerdings erscheint die bisher vorgenommene Abgrenzung zwischen ?nicht verknöchert ? Masthuhn? und ?verknöchert ? Suppenhuhn? als wenig geeignet, da auch zum
Einsetzen der Legetätigkeit noch keine vollständige Verknöcherung vorliegt. Eine deutliche Spezifizierung des Begriffs ?verknöcherter Brustbeinfortsatz? erscheint daher dringend angebracht.
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Notes
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Faculty
Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institute for Animal Husbandry and Animal Breeding
Examination date
2008-01-15
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German
Publisher
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Classification (DDC)
630 Agriculture
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Standardized keywords (GND)
BibTeX
@phdthesis{Schmid2007,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5188},
author = {Schmid, Britta Ariane},
title = {Bestimmung des Verknöcherungsverlaufs des Brustbeins von schnell und langsam wachsenden Masthühnern},
year = {2007},
school = {Universität Hohenheim},
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