[논문]홀스타인 젖소의 원유내 acetone과 β-hydroxybutyrate acid 함량에 영향을 미치는 환경요인

조광현; 조충일; 이준호; 박경도

doi:10.7465/jkdi.2015.26.3.687

초록
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본 연구는 젖소의 검정기록, 378,086개를 이용하여 케토시스 진단 지시형질로 이용되는 유량내 아세톤과 ${\beta}$-히드록시부틸산의 함량에 영향을 미치는 환경요인을 분석하였다. 형질별 목장, 비유단계, 산차, 착유시간 및 월령에 대한 유의성 검정 결과 모든 요인들에서 고도의 유의성 (p < 0.01)이 나타났으며, 가장 큰 환경요인은 비유단계였다. 1회 착유량, 아세톤과 ${\beta}$-히드록시부틸산의 함량에 대한 월령의 1차 회귀계수는 모두 정 (+)의 관계, 2차 회귀계수는 부 (-)의 관계를 나타내었으며, 비유 2단계 (36~65일) 비유량의 최소자승평균은 19.06kg으로 비유말기에 비하여 6.51kg 높았다. 아세톤과 ${\beta}$-히드록시부틸산의 함량에 대한 최소자승평균은 비유 1단계 (5~35일)에서 각각 0.1929mM/L과 0.0742mM/L로 가장 높았으며, 착유일수에 따라 감소하다가 비유말기 소폭 증가하는 경향을 나타내었다. 1산에 대한 아세톤과 ${\beta}$-히드록시부틸산의 함량의 최소자승평균은 각각 0.1414mM/L과 0.0522mM/L로 2차산 이상의 평균보다 높았으며, 오후착유에 대한 아세톤과 ${\beta}$-히드록시부틸산의 함량의 최소자승평균이 각각 0.1372mM/L과 0.0534mM/L로 오전착유보다 일괄적으로 높게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Using 378,086 lactation records on dairy cattle, environmental factors influencing acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate acid contents in raw milk which are used as ketosis diagnosis indicator traits were analyzed in this experiment. Significance testing was conducted on farm, lactation s...

Using 378,086 lactation records on dairy cattle, environmental factors influencing acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate acid contents in raw milk which are used as ketosis diagnosis indicator traits were analyzed in this experiment. Significance testing was conducted on farm, lactation stage, parity, milking time and month of age by traits. The results of this experiment indicated that there was a highly significant (p < 0.01) difference in all factors and lactation stage was the most significant factor. Linear regression coefficients of month of age on daily milk yields and acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate acid contents were all positive, while their quadratic linear regression coefficients were negative. Least square means for milk yield at second lactation stage (36~65 days) was 19.06kg which was higher than that of late lactation stage by 6.51kg. Least square means for acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate acid contents at the first lactation stage (5~35 days) were highest (0.1929mM/L and 0.0742mM/L, respectively), and there was a trend that they decreased as the milking progressed, but increased slightly at the late stage of milking. However, least square means for acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate acid contents at the first parity were 0.1414mM/L and 0.0522mM/L, respectively, which were higher than the average milk yield after the second parity. Least square means for acetone and ${\beta}$-hydroxybutyrate acid contents of PM milk yield (0.1372mM/L and 0.0534mM/L, respectively) were higher than those of AM milk yield collectively.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 케토시스 진단 지시형질인 원유속 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량에 영향을 미치는 환경효과를 분석하여 준임상형 케토시스의 조기진단 방법을 개발하기 위한 기초 자료를 제공하는데 있다.

대상 데이터

본 연구는 한국종축개량협회 중앙유성분석소로부터 검정성적, 457,349개를 수집한 후, 7산차 이상의 기록과 착유일수 365일 이상의 기록은 분석에서 제외하였으며, 최종적으로 이용된 자료는 36,584두의 검정기록, 총 378,086개였다. 1산차와 2산차 이상의 기록들에 대한 백분율 (빈도)은 각각 33.

데이터처리

위에서, yijklm = 1회 착유량 (kg), 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량 (mM/L), µ = 전체 평균, hi = i번째 목장의 고정효과, lj = j번째 비유단계의 고정효과, pk = k번째 산차의 고정효과, tl = l번째 착유 시간대의 고정효과, β1, β2 = 분만월령에 대한 1, 2차 회귀계수, xijklm = 분만월령, eijklm = 임의 오차이며, 각각의 형질들에 대한 지역간 비교는 식 (2.2)로 자료를 생성한 후, Duncan검정을 실시하였다.

성능/효과

아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량은 수집된 우유샘플을 40°C로 예열한 후, 적외선분광법에 의한 MilkoScan FT+500 (Foss, Denmark) 장비를 이용하여 측정하였으며, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 평균 함량은 각각 0.127mM/L과 0.048mM/L으로 나타났다 (Table 2.1).
본 연구는 한국종축개량협회 중앙유성분석소로부터 검정성적, 457,349개를 수집한 후, 7산차 이상의 기록과 착유일수 365일 이상의 기록은 분석에서 제외하였으며, 최종적으로 이용된 자료는 36,584두의 검정기록, 총 378,086개였다. 1산차와 2산차 이상의 기록들에 대한 백분율 (빈도)은 각각 33.4% (126,400개)와 66.53% (251,686개)였으며, 산차가 증가할수록 기록의 수는 현저히 감소하였다. 검정유량은 오전과 오후별 착유량이며, 1회 착유시 평균 16.
53% (251,686개)였으며, 산차가 증가할수록 기록의 수는 현저히 감소하였다. 검정유량은 오전과 오후별 착유량이며, 1회 착유시 평균 16.9kg이었다.
1회 착유량은 비유 2단계 (36∼65일)에서 가장 높게 나타내었으며, 착유일수가 길어질수록 서서히 감소하는 경향을 나타낸 반면, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량은 분만 후 10일 전후로 최고치를 나타낸 후, 급격히 감소하다가 36일 이후에는 거의 일정한 수치를 나타내었다 (Figure 3.1).
형질별 각 환경요인에 대한 유의성 검정 결과 모든 요인들이 고도의 유의성 (p < 0.01)을 나타내었으며, 특히 비유단계는 모든 형질에 대하여 일괄적으로 가장 큰 환경요인으로 작용하였다.
1회 착유량, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량에 대한 월령의 1차 회귀계수는 모두 정 (+)의 관계, 2차 회귀계수는 부 (−)의 관계를 나타내었으며 (Table 3.2), 이러한 결과는 젖소의 월령에 따라 1회 착유량, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량이 증가하다가 어느 시점에서 다시 감소하는 경향을 나타낸다고 하겠다.
2), 이러한 결과는 젖소의 월령에 따라 1회 착유량, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량이 증가하다가 어느 시점에서 다시 감소하는 경향을 나타낸다고 하겠다. 분만 후 비유단계별 최고비유량의 최소자승평균은 19.06kg으로 최저비유량의 평균 12.55kg에 비하여 6.51kg 높게 나타남으로서 비유말기에는 약 34% 생산량이 감소하는 것으로 나타났다 (Table 3.3).
아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량에 대한 최소자승평균은 비유1단계 (5∼35일)에서 각각 0.1929mM/L와 0.0742mM.L로 가장 높았으며, 착유일수에 따라 감소하다가 비유말기 소폭 증가하는 경향을 나타내었다.
반면에, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량에 대한 1산의 최소자승평균은 각각 0.1414mM/L과 0.0522mM/L로 2차산 이상의 평균보다 높았으며, 아세톤과 β-히드록시부틸산의 함량에 대한 오후착유 최소자승평균이 각각 0.1372mM/L과 0.0534mM/L로 오전착유보다 일괄적으로 높게 나타났다 (Table 3.3).
본 연구 결과에서는 β-히드록시부틸산(BHBA)의 함량은 분만 후 10일경에 최고치를 보이다가 36일경이 지나면서 거의 일정한 수치를 나타내었으며, 아세톤 함량도 같은 경향을 나타내었다.

후속연구

케토시스는 비유초기 비유량과 사료섭취의 불균형으로 인한 탄수화물의 부족으로 체내에 케톤체가 쌓임으로서 발생하기 때문에 최적의 사양관리를 통해 사전예방이 어느 정도 가능하다. 따라서 분만 후 5주경까지의 BHBA나 Acetone함량 및 유량, 유조성분의 변화를 모니터링하고 비유일수를 고려하여 케토시스 예방을 위한 예측모형 개발이 가능하고 이러한 결과를 낙농가에게 제시하여 목장의 개체관리시스템을 잘 활용할 수만 있다면 국내에 만연(약 40%)하고 있는 준임상형 케토시스의 발생을 상당 부분 줄일 수 있다고 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대부분의 젖소가 일관성 있는 비유지속성을 유지하기는 어려운 이유는 무엇인가?	9∼43%라는 연구결과 (Suthar 등, 2013)에 비추어 볼 때, 준임상형 케토시스는 비유단계와 상당히 밀접한 관계가 있는 것을 알 수 있다. 일반적으로 젖소는 분만 후 최고 비유량에 도달한 이후 착유일수에 따라 점차적으로 비유량이 감소하는 특성을 나타내며, 비유량이 유지되는 정도를 비유지속성이라 정의하는데 (Togashi와 Lin, 2004), 비유량이 증가하는 시기에 케토시스와 같은 대사성 질병 등으로 인하여 최고 유량도달 후 급격한 유량 감소를 보이게 된다. 따라서 비유지속성과 질병 등으로 인한 경제적 손실을 예방하는 것은 농가의 수익과 직결되나 (Dekkers 등, 1998) 대부분의 젖소가 일관성 있는 비유지속성을 유지하기는 어렵다 (Cho 등, 2013).
	비유지속성은 무엇인가?	9∼43%라는 연구결과 (Suthar 등, 2013)에 비추어 볼 때, 준임상형 케토시스는 비유단계와 상당히 밀접한 관계가 있는 것을 알 수 있다. 일반적으로 젖소는 분만 후 최고 비유량에 도달한 이후 착유일수에 따라 점차적으로 비유량이 감소하는 특성을 나타내며, 비유량이 유지되는 정도를 비유지속성이라 정의하는데 (Togashi와 Lin, 2004), 비유량이 증가하는 시기에 케토시스와 같은 대사성 질병 등으로 인하여 최고 유량도달 후 급격한 유량 감소를 보이게 된다. 따라서 비유지속성과 질병 등으로 인한 경제적 손실을 예방하는 것은 농가의 수익과 직결되나 (Dekkers 등, 1998) 대부분의 젖소가 일관성 있는 비유지속성을 유지하기는 어렵다 (Cho 등, 2013).
	케토시스는 무엇인가?	케토시스란 주로 젖소에서 발생하는 대사장애로 여러 가지 원인에 의해 당질 및 지질대사의 이상에 의해 케톤체가 생체 내에 이상적으로 증가하여 동물에 임상증상 즉, 저혈당, 소화기 장애 또는 신경증상 등이 나타나는 질병을 말한다 (De Roos 등, 2007; Zhang 등, 2012). 식욕 감퇴나 비유량의 저하 등 증상이 강하게 나타나는 것을 임상형, 약하게 나타내는 것을 준임상형 케토시스라 하며 (McArt 등, 2012), 고능력우 일수록 케토시스 발병률이 높다 (Koeck 등, 2013).

참고문헌 (14)

Cho, K. H., Yoon, H. B., Cho, C. I., Min, H. R., Lee, J. H., Kong, H. S., Lee, H. K. and Parj, K. D. (2013). A consideration on the lactation persistency evaluation in Korean Holstein dairy cattle. Journal of Animal Science and Technology, 55, 173-178.

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Dekkers, J. C. M., Ten Hag, J. H. and Weersink, A. (1998). Economic aspects of persistency of lactation in dairy cattle. Livestock Production Science, 53, 237-252.

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De Roos, A. P. W., Van Den Bijgaart, H. J. C. M., Horlyk, J. and De Jong, G. (2007). Screening for subclinical ketosis in dairy cattle by Fourier transform infrared spectrometry. Journal of Dairy Science, 90, 1761-1766.

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Duffield, T. F., Lissemore, K. D., McBride, B. W. and Leslie, K. E. (2009). Impact of hyperketonemia in early lactation dairy cows on health and production. Journal of Dairy Science, 92, 571-580.

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Enjalbert, F., Nicot, M. C., Bayourthe, C. and Moncoulon, R. (2001). Ketone bodies in milk and blood of dairy cows: Relationship between concentrations and utilization for detection of subclinical ketosis. Journal of Dairy Science, 84, 583-589.

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Geishauser, T., Leslie, K., Kelton, D. and Duffield, T. (1998). Evaluation of five cowside tests for use with milk to detect subclinical ketosis in dairy cows. Journal of Dairy Science, 81, 438-443.

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Lee, D. H. and Min, H. L. (2013). Estimation of daily milk yields from AM/PM milking records. Journal of Animal Science and Technology, 55, 489-500.

원문보기 상세보기
McArt, J. A. A., Nydam, D. V. and Oetzal, G. R. Oetzel. (2012). Epidemiology of subclinical ketosis in early lactation dairy cattle. Journal of Dairy Science, 95, 5056-5066.

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Koeck, A., Miglior, F., Jamrozik, J., Kelton, D. F. and Schenkel, F. S. (2013). Genetic associations of ketosis and displaced abomasum with milk production traits in early first lactation of Canadian Holsteins. Journal of Dairy Science, 96, 4688-4696.

상세보기
Oetzel, G. R. (2004). Monitoring and testing dairy herds for metabolic disease. Vet. Clin. North Am. Food Anim. Pract, 20, 651-674.

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SAS Institute Inc. (2008). SAS/STAT 9.2 user's guide, SAS Institute Inc., Cary, NC.
Suthar, V. S., Canelas-Raposo, J., Deniz, A. and Heuwieser, W. (2013). Prevalence of subclinical ketosis and relationships with postpartum diseases in European dairy cows. Journal of Dairy Science, 96, 2925-2938.

상세보기
Togashi, K. and Lin, C. Y. (2004). Efficiency of different selection criteria for persistency and lactation milk yield. Journal of Dairy Science, 87, 1528-1535.

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Zhang, Z., Liu, G., Wang, H., Li, X. and Wang, Z. (2012). Detection of Subclinical Ketosis in Dairy Cows. Pakistan Veterinary Journal, 32, 156-160.

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