Subscribe to RSS
DOI: 10.1055/a-1264-2332
Use of electron irradiation versus formaldehyde fumigation as hatching egg disinfectants – efficacy and impact on hatchability and broiler performance
Einsatz von Elektronenstrahlung versus Formaldehydbegasung zur Bruteidesinfektion – Effizienz und Einfluss auf Schlupf und LeistungAbstract
Objective The use of low-energy electron irradiation for hatching egg disinfection was compared to formaldehyde fumigation.
Material and methods To assess the efficacy, eggshells were examined for bacteria before and after disinfection. During incubation, hatching and fattening of 1400 Ross 308 broilers per group candling data, hatching rate, mortality rate and body mass development were recorded to evaluate the impact on health and performance. Additionally, data from the slaughter house and histological evaluation of organ samples were included in the health screening.
Results Regarding the efficacy, irradiation and formaldehyde significantly reduced the number of bacteria compared to non-disinfected eggs. However, no significant difference was recorded between both treatments. The irradiated group performed better than the reference group concerning the number of infertile eggs, early and late dead embryos and fertile eggs. The performance during fattening was nearly identical in both groups, while mortality differed slightly between the irradiated group and the group treated with formaldehyde. Upon slaughter, there were minor variations concerning the distribution of findings between the groups, but the number of anomalies was not higher than reference values suggest.
Conclusion In both groups no health problems were observed during rearing and the fattening performance met the targets of the manufacturer Aviagen for the used broiler line Ross 308.
Clinical relevance Lower-energy electron irradiation proves to be an efficient and well-tolerated hatching egg disinfection procedure. Further field trials are necessary to establish low-energy electron irradiation as an alternative to formaldehyde fumigation.
Zusammenfassung
Gegenstand und Ziel Der Einsatz niedrigenergetischer Elektronenstrahlung zur Bruteidesinfektion wurde mit dem Verfahren der Formaldehydbegasung verglichen.
Material und Methoden Zur Beurteilung der Effizienz wurden Eierschalen vor und nach Desinfektion auf Bakterien untersucht. Während Brut, Schlupf und Mast von 1400 Ross-308-Broilerküken pro Gruppe wurden Daten vom Schieren, Schlupfrate, Mortalitätsrate und Gewichtszunahmen erfasst, um den Einfluss auf Tiergesundheit und Mastleistung zu überprüfen. Zusätzlich wurden am Schlachthof erfasste Daten sowie Ergebnisse der histologischen Untersuchung von Organproben in die Gesundheitsüberprüfung einbezogen.
Ergebnisse Sowohl durch Elektronenstrahlung als auch durch Formaldehydbegasung ließ sich die Anzahl an Bakterien auf der Eioberfläche im Vergleich zu nicht desinfizierten Eiern signifikant verringern. Ein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Verfahren bestand nicht. Die mit Elektronenstrahlung behandelte Gruppe zeigte beim Schieren bessere Werte bezüglich der Anzahl unbefruchteter Eier, abgestorbener Embryonen und befruchteter Eier als die mit Formaldehyd behandelte Gruppe. Die Tageszunahmen und das Mastendgewicht waren in beiden Gruppen fast identisch, während die Mortalitätsrate leicht differierte. Bei der Schlachtung gab es Varianzen im Hinblick auf die Verteilung von Schlachtbefunden, doch war die Anzahl auffälliger Tierkörper nicht höher, als Referenzen es vermuten lassen.
Schlussfolgerung In beiden Gruppen wurden im Verlauf der Aufzucht keine Gesundheitsprobleme beobachtet und die Mastleistung entspach den Zielvorgaben des Herstellers Aviagen für die verwendete Broilerlinie Ross 308.
Klinische Relevanz Niedrigenergetische Elektronenstrahlung erweist sich als ein wirksames und verträgliches Verfahren zur Bruteidesinfektion. Es sind weitere Feldversuche nötig, um das Verfahren als Alternative zur Formaldehydbegasung zu etablieren.
Publication History
Received: 13 May 2020
Accepted: 20 August 2020
Article published online:
04 December 2020
© 2020. Thieme. All rights reserved.
Georg Thieme Verlag KG
Rüdigerstraße 14, 70469 Stuttgart, Germany
-
References
- 1 Olsen R, Kudirkiene E, Thofner I. et al. Impact of Egg Disinfection of Hatching Eggs on the Eggshell Microbiome and Bacterial Load. Poult Sci 2017; 96 (11) 3901-3911 DOI: 10.3382/ps/pex182.
- 2 Rothrock MJ, Feye KM, Kim SA. et al. Semi-Quantification of Total Campylobacter and Salmonella during Egg Incubations Using a Combination of 16 S rDNA and Specific Pathogen Primers for qPCR. Front Microbiol 2018; 9 DOI: 10.3389/fmicb.2018.02454.
- 3 Dierikx CM, van der Goot JA, Smith HE. et al. Presence of ESBL/AmpC-Producing Escherichia coli in the Broiler Production Pyramid: A Descriptive Study. Plos One 2013; 8 doi:10.1371/journal.pone.0079005
- 4 Cadirci S. Disinfection of Hatching Eggs by Formaldehyde Fumigation – a Review. Arch Geflugelk 2009; 73 (02) 116-123
- 5 Kalidari GA, Moayyedian H, Eslamian A. et al. Isolation and Identification of Non-coliform Gram-negative Bacteria in Hatching Eggs to Evaluate the Effect of Egg Fumigation by Formaldehyde. J Poult Sci 2009; 46 (01) 59-62 DOI: 10.2141/jpsa.46.59.
- 6 Duong A, Steinmaus C, McHale CM. et al. Reproductive and Developmental Toxicity of Formaldehyde: a Systematic Review. Mutat Res 2011; 728 (03) 118-138 DOI: 10.1016/j.mrrev.2011.07.003.
- 7 Williams JE, Siegel HS. Formaldehyde Levels on and in Chicken Eggs Following Preincubation Fumigation. Poult Sci 1969; 68 (02) 552-558
- 8 Zulkifli I, Fauziah O, Omar AR. et al. Respiratory Epithelium, Production Performance and Behaviour of Formaldehyde-exposed Broiler Chicks. Vet Res Commun 1999; 23 (02) 91-99
- 9 GMBl 2013, 297–332 (Ausgabe 15 v. 07.03.2013) Inhalt Ausgabe Nr. 15/2013, Amtlicher Teil
- 10 EU Regulation 605/2014 zur Änderung der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen zwecks Einfügung von Gefahren- und Sicherheitshinweisen in kroatischer Sprache und zwecks Anpassung an den technischen und wissenschaftlichen Fortschritt
- 11 Keita A, Huneau-Salaun A, Guillot A. et al. A Multi-pronged Approach to the Search for an Alternative to Formaldehyde as an Egg Disinfectant without Affecting Worker Health, Hatching, or Broiler Production Parameters. Poult Sci 2016; 95 (07) 1609-1616 DOI: 10.3382/ps/pew058.
- 12 Yildirim I, Ozsan M, Yetisir R. The use of Oregano (Origanum vulgare L) Essential Oil as Alternative Hatching Egg Disinfectant versus Formaldehyde Fumigation in Quails (Cotumix coturnix japonica) Eggs. Rev Med Vet 2003; 154 (05) 367-370
- 13 Russell SM. The Effect of Electrolyzed Oxidative Water Applied Using Electrostatic Spraying on Pathogenic and Indicator Bacteria on the Surface of Eggs. Poult Sci 2003; 82 (01) 158-162
- 14 Bourassa DV, Buhr RJ, Wilson JL. Hatchability of Eggs Sanitized with Increasing Concentrations of BioSentry 904 or Bio-Phene. J Appl Poult Res 2002; 11 (04) 397-401 DOI: 10.1093/japr/11.4.397.
- 15 Whistler PE, Sheldon BW. Bactericidal Activity, Eggshell Conductance, and Hatchability Effects of Ozone versus Formaldehyde Disinfection. Poult Sci 1989; 68 (08) 1074-1077
- 16 Melo EF, Clímaco WLS, Triginelli MV. et al. An Evaluation of Alternative Methods for Sanitizing Hatching Eggs. Poult Sci 2019; 98: 2466-2473 DOI: 10.3382/ps/pez022.
- 17 Kundu D, Gill A, Lui C. et al. Use of Low Dose E-beam Irradiation to Reduce E. coli O157:H7, non-O157 (VTEC) E. coli and Salmonella Viability on Meat Surfaces. Meat Sci 2014; 96 (01) 413-418 DOI: 10.1016/j.meatsci.2013.07.034.
- 18 Todoriki S, Hayashi T. Disinfection of Seeds and Sprout Inhibition of Potatoes with Low Energy Electrons. Rad Phys Chem 2000; 57 (03/06) 253-255 DOI: 10.1016/S0969–806X(99)00389–8.
- 19 Maxim JE, Neal JA, Castillo A. Development of a Novel Device for Applying Uniform Doses of Electron Beam Irradiation on Carcasses. Meat Sci 2014; 96 (01) 373-378 DOI: 10.1016/j.meatsci.2013.07.030.
- 20 Skowron K, Olszewska H, Paluszak Z. et al. Radiation Hygienization of Cattle and Swine Slurry with High Energy Electron Beam. Rad Phys Chem 2013; 87: 88-96 DOI: 10.1016/j.radphyschem.2013.02.008.
- 21 Nablo SV, Chrusciel J, Cleghorn DA. et al. Developments in Low Energy Electron Beam Machinery and Processes. Nucl Instr Meth Phys Res 2003; 208: 90-97 DOI: 10.1016/S0168–583X(03)00985–6.
- 22 Chalise PR, Rahman MS, Ghomi H. et al. Bacterial Inactivation Using Low-Energy Pulsed-Electron Beam. IEEE Transact Plasma Sci 2004; 32 (04) 1532-1539 DOI: 10.1109/TPS.2004.830967.
- 23 Dressler M, Thate A, Schiefer C. Elektronenbehandlung im Getreide – Schriftenreihe der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft – Heft 11 2008. Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft.
- 24 Fan X, Sokorai K, Weidauer A. et al. Comparison of Gamma and Electron Beam Irradiation in Reducing Populations of E. coli Artificially Inoculated on Mung Bean, Clover and Fenugreek Seeds, and Affecting Germination and Growth of Seeds. Rad Phys Chem 2017; 130: 306-315 DOI: 10.1016/j.radphyschem.2016.09.015.
- 25 Röder O, Jahn M, Schröder T. et al. Die e-ventus Technologie – eine Innovation zur nachhaltigen Reduktion von Pflanzenschutzmitteln mit Empfehlung für Bio-Saatgut. J Verbraucherschutz Lebensm 2009; 4 (02) 107-117 DOI: 10.1007/s00003–009–0476–3.
- 26 Castaneda SMP, Tellez IG, Bustos RE. et al. Effect of Electron Irradiation on Hatchability and Broiler Performance of Hatching Eggs. Acta Aliment 1996; 25 (03) 305-310
- 27 Sokovnin SY, Krivonogova AS, Isaeva AG. et al. Using the Method of Nanosecond Beam of Accelerated Electrons for Egg Sterilization in Poultry Industry. Int J Adv Biotechnol Res 2017; 8 (02) 680-686
- 28 Sokovnin SY, Balezin ME, Vazirov RA. et al. Research into the Properties of Hens’ Eggs under Surface Irradiation by Nanosecond Electron Beam. Rad Phys Chem 2019; 165: 108398
- 29 Gerrits AR, Dijk DJ. Effect of X-ray Irradiation of Hatching Eggs on Hatching Time, Hatchability and Broiler Weight. Arch Geflugelk 1992; 56 (04) 179-181
- 30 Zakaria AH. Effect of Low Doses of Gamma Irradiation Prior to Egg Incubation on Hatchability and Body Weight of Broiler Chickens. Br Poult Sci 1991; 32 (01) 103-107
- 31 Tellez IG, Trejo RM, Sanchez RE. et al. Effect of Gamma Irradiation on Commercial Eggs Experimentally Inoculated with Salmonella Enteritidis. Rad Phys Chem 1995; 46 (04/06) 789-792
- 32 Verordnung über die Behandlung von Lebensmitteln mit Elektronen-, Gamma- und Röntgenstrahlen, Neutronen oder ultravioletten Strahlen (Lebensmittelbestrahlungsverordnung – LMBestrV). https://www.gesetze-im-internet.de/lmbestrv_2000/BJNR173000000.html Accessed: April 17, 2020
- 33 RL1999/2/EG. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/ALL/?uri=CELEX:31999L0002 Accessed: April 17, 2020
- 34 RL 1999/3/EG. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:31999L0003 Accessed: April 17, 2020
- 35 Tebrün W, Motola G, Hafez MH. et al. Preliminary Study: Health and Performance Assessment in Broiler Chicks following Application of Six Different Hatching Egg Disinfection Protocols. PlosOne. 2020 DOI: 10.1371/journal.pone.0232825
- 36 Musgrove MT, Jones DR, Northcutt JK. et al. Shell Rinse and Shell Crush Methods for the Recovery of Aerobic Microorganisms and Enterobacteriaceae from Shell Eggs. J Food Protect 2005; 68 (10) 2144-2148
- 37 Verordnung zum Schutz landwirtschaftlicher Nutztiere und anderer zur Erzeugung tierischer Produkte gehaltener Tiere bei ihrer Haltung (Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung – TierSchNutztV). http://www.gesetze-im-internet.de/tierschnutztv/ Accessed: April 17, 2020
- 38 Fries R, Bergmann V, Fehlhaber K. Hrsg. Praxis der Geflügelfleischuntersuchung. Hannover: Schluetersche; 2001
- 39 Laboratory Protocols, Veterinary Pathology, University of Bristol, UK. Online: https://www.ole.bris.ac.uk/bbcswebdav/institution/Faculty%20of%20Health%20Sciences/Veterinary%20Science/eLearning%20resources/Pathology/Tutorials/Histology%20-%20Processing%20In%20Detail/process.htm? Accessed: April 17, 2020
- 40 Fletcher OJ, Abdul-Aziz T. Avian Histopathology. 3rd ed.. Madison: American Association of Avian Pathologists; 2008
- 41 Samberg Y, Meroz M. Application of Disinfectants in Poultry Hatcheries. Rev Sci Techn OiE 1995; 14: 365-365
- 42 Aviagen. Ross 308 Broiler – Parent Stock Objectives 2016. http://ap.aviagen.com/assets/Tech_Center/Ross_PS//Ross308-PS-PO-EN-2016.pdf Accessed January 31, 2020
- 43 Hashemzadeh M, Farajzedeh N. A Machine Vision for Detecting Fertile Eggs in the Incubation Industry. Int J Comput Intell Syst 2016; 9 (05) 850-862
- 44 Aviagen. Ross 308 Broiler – Performance Objectives 2014. http://en.staging.aviagen.com/assets/Tech_Center/Ross_Broiler/Ross-308-Broiler-PO-2014-EN.pdf Accessed: January 31, 2020
- 45 Herenda D, Jakel O. Poultry Abattoir Survey of Carcass Condemnation for Standard, Vegetarian and Free Range Chickens. Can Vet J 1994; 32: 293-297
- 46 McGovern RH, Feddes JJR, Robinson FE. et al. Growth Performance, Carcass Characteristics, and the Incidence of Ascites in Broilers in Response to Feed Restriction and Litter Oiling. Poult Sci 1999; 78: 522-528
- 47 Garcia RG, Almeida Paz ICL, Caldara FR. et al. Litter Materials and the Incidence of Carcass Lesions in Broiler Chickens. Braz J Poult Sci 2012; 14 (01) 27-32