Melk en bloed geven steeds meer prijs

In de melkveehouderij komen steeds meer toepassingen om informatie uit de melk of het bloed te halen. Automatische melkmetingen zijn al ingeburgerd en via de melkcontrole zijn nieuwe indicatoren bruikbaar. Er kan nog veel meer.

Met moderne technieken krijgt de melkveehouderij steeds meer tools in handen om de prestaties van de koeien te optimaliseren. Daarbij leveren ook metingen in melk en bloed waardevolle indicatoren. Dit gebeurt met zogenoemde biomarkers. Dat zijn meetbare waardes die iets zeggen over de toestand van het dier. Ze hebben na analyse en geplaatst in de goede context in meer of minder mate een voorspellende waarde rondom productie en gezondheid.

Op meerdere plaatsen in de wereld wordt en werd onderzoek gedaan naar biomarkers. Dichtbij huis voert Wageningen Livestock Research een meerjarig onderzoek uit naar mogelijkheden van biomarkers in onder andere melk, bloed en urine om meer inzicht te krijgen in het welzijn van de koeien. Daarbij wordt ook gekeken naar meetbare indicatoren via sensoren. Resultaten van het onderzoek worden begin 2023 verwacht.

Melkmetingen in robot

In de breedste uitleg van biomarkers doet de melkveehouderij via de melkcontrole al decennialang metingen voor voorspellende waardes. Met de komst van melkrobots en sensoren is dit verder uitgebreid en geautomatiseerd.

Mogelijkheden voor melkmetingen verschillen per fabrikant. Een veelgebruikte is de geleidbaarheid in verband met uiergezondheid. Ook zijn melktemperatuur en melkkleur meetbare indicatoren met een relatie tot mastitis. Bij verdachte koeien kan een echte (real-time) celgetalmeting volgen. Verder is een meting van hormonen (progesteron), ureum en enzymen (LDH en BHB) mogelijk. Dat zegt respectievelijk iets over de vruchtbaarheid, voedingstoestand en gezondheid. Gehalten vet en eiwit zijn meetbaar maar niet nauwkeurig genoeg voor de melkcontrole. Ze zijn wel te koppelen aan de MPR-uitslagen wat de betrouwbaarheid vergroot.

Eén van de systemen met meerdere metingen in de melk is de Herd Navigator van DeLaval. Volgens productmanager Erik van de Meer wordt het systeem nog steeds toegepast maar door strategische keuzes is er met nieuwe systemen gestopt. “De bruikbaarheid is niet het probleem, maar we gaan naar andere methoden om betere informatie te geven.” Naast de inzet van sensoren zet DeLaval tevens in op het gebruik van zelflerende systemen (machine learning) en digitalisering om patronen te herkennen. “Daarnaast blijven we inzetten op meten van progesteron in melk.”

Van de Meer schetst een toekomstbeeld van combinatie van data uit melk, sensoren en camera’s. Met behulp van algoritmen en machine learning is dan een betrouwbare voorspelling te maken. Met zo’n systeem kunnen ook de omstandigheden worden meegenomen, bijvoorbeeld het verloop van de temperatuur en de samenstelling van het voer.

In het algemeen worden camera’s nog maar op beperkte schaal ingezet, maar de potentie is groot. De bodyconditiescore (BCS) is al een toepassing. Onderzoekers van Dairy Campus werken aan een systeem van camera’s en sensoren die afwijkende looppatronen in een vroeg stadium herkennen. Ook andere gezondheidskenmerken zijn met slimme camera’s waarneembaar, zoals warmte-uitstraling van de uier als waarschuwing voor uierontsteking.

Mogelijkheden met NIR

Een techniek om biomarkers op bedrijfsniveau in de melkrobot te bepalen is via NIR, nabij infrarood (zie kader). Van de Meer ziet daar veel toekomst in. Met NIR zijn concentraties van componenten in de melk van 0,5% of meer vrij nauwkeurig te detecteren zoals vet, eiwit, lactose en bepaalde vetzuren. Met middeninfrarood, zoals Qlip gebruikt, zijn veel lagere concentraties betrouwbaar te meten maar de toepassing is veel duurder.

Volgens Ben Aernouts, hoofd van het Livestock Technology onderzoeksgroep van KU Leuven, zijn nog niet alle mogelijkheden van de NIR-techniek benut. Daarom richt zijn onderzoeksgroep zich momenteel op verdere ontwikkeling ervan. “Uit basismetingen op melk is veel informatie te verkrijgen over de gezondheid en prestaties van individuele dieren.” Belangrijk noemt hij de betrouwbaarheid; metingen van enkele bekende commerciële sensoren zijn op basis van slechts enkele golflengtes of ‘kleuren’ van het lichtspectrum, terwijl zij het NIR-spectrum opmeten bij 256 verschillende golflengtes. “Daardoor kunnen we hogere nauwkeurigheden halen en deze technologie aan de strenge internationale richtlijnen die ICAR oplegt voor melkcontrole. Commerciële sensoren halen deze norm voorlopig nog niet.”

Op proefbedrijf de Hooibeekhoeve test KU Leuven momenteel hun NIR-technologie voor volautomatische melkanalyse. Op deze manier wordt een dataset opgebouwd om op basis hiervan meer conclusies te kunnen trekken en verbanden te kunnen leggen met productie en gezondheid van de koeien. Hij verwacht binnen enkele jaren voldoende cijfers te hebben om de meerwaarde van deze metingen aan te tonen.

Andere onderzoeken van de Livestock Technology groep richten zich onder andere op het gebruik van cameratechnologie en artificiële intelligentie om diergedrag te bestuderen en het intelligent verwerken en combineren van data afkomstig van commerciële sensorsystemen om zo het diermanagement nog beter te kunnen ondersteunen.

Overigens ziet Aernouts ook meer mogelijkheden in samenwerking met de melkcontrole of productieregistratie (MPR). Hij schetst een model voor zich waar op het melkveebedrijf enkele basismetingen met sensoren worden uitgevoerd waarna op basis van deze metingen veel gerichter melk of bloedmonsters kunnen genomen worden om te analyseren in het lab. In plaats van maandelijkse analyses van alle koeien kunnen de specifiekere en vaak duurdere onderzoeken zich dan toespitsen op de koeien die afwijkende waarden vertonen. “Een MPR op maat dus.”

Specifieke vetzuren

Andere biomarkers in melk zijn te vinden via de melkcontrole (MPR). Een relatief nieuwe toepassing is de meting van specifieke vetzuren. Dit wordt alleen door VVB Veluwe-IJsselstreek en Melkcontrole Nijland gedaan. Het gaat om de meting van zogenoemde bloed-NEFA en De Novo (zie kader). De eerste is een indicator voor slepende melkziekte; de tweede voor te weinig pensfermentatie en lage voeropname.

Marissa van Ruler was verantwoordelijk voor de implementatie van de techniek voor VVB Veluwe-IJsselstreek. “Het is ontwikkeld in de Verenigde Staten. De leverancier van onze analyseapparatuur heeft die mogelijkheid ingebouwd en we maken er sinds 2020 gebruik van voor alle klanten als extra service.”

De biomarkers in de melk worden volgens Van Ruler door een groot deel van de klanten goed gebruikt. “Natuurlijk niet door iedereen, maar een deel kan echt niet meer zonder. Ze gebruiken het als onderdeel van het management.” De materie is best complex dus een goede uitleg voor de praktische toepasbaarheid is heel belangrijk, benadrukt ze.

Van Ruler ziet dat met de analyseapparatuur technisch meer kan dan nu gebeurt. “Er gaan zeker nog nieuwe paramaters komen. Belangrijk is dat veehouders er echt wat mee kunnen op het bedrijf.” Dierenartsen en voedingsadviseurs gebruiken de informatie ook bij de begeleiding van de melkveehouders.

Metingen in bloed

Om praktische redenen zijn er meer mogelijkheden voor het opsporen van biomarkers via melk dan via bloed. Toch zijn er op dat gebied ook toepassingen. Met name vanuit de veterinaire hoek worden bloedmonsters geanalyseerd op aanwezigheid van stoffen als ontstekingswaarden, enzymen en voedingselementen. Er is vaak wel een (profesioneel) lab voor nodig.

Voor een snelle meting werkt DSM sinds enkele jaren met de zogenoemde iCheck; een bloedmeting specifiek om het niveau aan bètacaroteen en vitamine E in beeld te brengen. Bètacaroteen is belangrijk voor de vruchtbaarheid (bescherming eicellen/vrucht) en gezondheid. Voldoende hoge niveaus zijn nodig in de periode voor afkalven. Vooral in de winter bevat voer minder hoge niveaus. Vitamine E is belangrijk voor het immuunsysteem en net als bètacaroteen een antioxidant. Ook deze moet rondom afkalven voldoende hoog zijn.

Volgens Julie Duclos, internationaal manager ruminants bij DSM nutritional products, was de uitdaging om een sneltest te ontwikkelen, waarbij de veehouder of dierenarts zelf een bloedmonster kan nemen. De uitslag is er binnen twee minuten. “We zien dat de helft van de koeien voor afkalven en 80% van de koeien in de vroege lactatie een te laag niveau heeft.”

Volgens Duclos is deze meting nog maar het begin van de mogelijkheden. Niet alleen zullen de komende jaren meer biomarkers zich aandienen, ook zal de meetmethode steeds sneller en betrouwbaarder worden. Een mini-lab bij de melkrobot is zeker een optie, waarbij metingen van verschillende metingen en sensoren gecombineerd worden. Daarbij wordt ook nadrukkelijk naar metingen in melk gekeken omdat dat toch eenvoudiger is en dagelijks beschikbaar is.

Duclos benadrukt wat ook andere deskundigen telkens zeggen: bijna alles is te meten maar een uitslag heeft weinig waarde als er geen goed advies bij wordt gegeven. Daarvoor is de context en meestal meer data nodig.