A biotechnology perspective of livestock nutrition on feed additives: a mini review

Abstract

Biotechnology applications in livestock nutrition has significance in view of shortage of natural resources with associated conflicts, growing demand of animal products, by-products versus human population pressure necessitate needs for feed additives in livestock diets for better utilization of feeds and food materials which evolved from conventional, unconventional to novel alternative feed sources. The probiotic microorganisms, applications, mechanisms of action; advantages and safety of probiotics were explored. Prebiotics, their leading types, applications, safety of prebiotics and salient features of prebiotics as well as synbiotics, their impacts on livestock products (milk, meat, wool and eggs) quality as well as by-products. These microbes are involved in genetic manipulation of microbes in ruminants and monogastrics gastro-intestinal tracts (GIT’s) which are monumentally beneficial in the form of protection of protein microbes/requirements, amino acids and fats digestion, especially those from fibre in ruminants, and the reestablishment of natural and genetically modified microbes in the rumen. Genetically modified grains for nutritional improvements and anti–nutritional factors could include low phytate corn, high oil corn, and low oligosaccharide soybean. Growth promoters of phytochemicals and/or phytobiotic herbs are health boosters, in-feed enzymes, organic acids, digestive boosters, antimicrobial peptides, antibacterial and useful alternatives to antibiotics and hormones. Feed additives that also promote growth in heat stress conditions are electrolytes, betaine, amino acids, leaf extracts and trace minerals. Other additives for growth and better carcass quality products are in form of antioxidants as ractopamine, L-carnitine, amino acids, nucleotides in broiler diet, corn oil or fish oil. Organic acids (formic and propionic acids) serve as feed preservatives and are particularly effective. Others are lactic, citric, fumaric and sorbic acids plus their salts (such as calcium formate and calcium propionate). Mycotoxins are reduced through absorption and bioavailability by using numerous mycotoxin binders. Pre-mixtures are vitamins, minerals, carotenoids, acids, preservatives, needed in small amounts. Modern biotechnology holds promising diverse beneficial applications and solutions in different ways like environment protection, gut microbes’ manipulations, production of food (feeds, feed additives) for normal growth, better health, metabolic activities in a balanced diet, better welfare and well-being of our livestock and other emerging enterprises. Les applications de la biotechnologie dans la nutrition du bétail ont une importance compte tenu de la pénurie de ressources naturelles avec les conflits associés, la demande croissante de produits animaux, les sous-produits par rapport à la pression de la population humaine nécessitent des besoins en additifs alimentaires dans les régimes alimentaires du bétail pour une meilleure utilisation des aliments et des matières alimentaires qui ont évolué à partir de conventionnelles, non conventionnelles à de nouvelles sources d’alimentation alternatives. Les micro-organismes probiotiques, applications, mécanismes d’action ; les avantages et la sécurité des probiotiques ont été explorés. Les prébiotiques, leurs principaux types, leurs applications, la sécurité des prébiotiques et les principales caractéristiques des prébiotiques ainsi que des synbiotiques, leurs impacts sur la qualité des produits d’élevage (lait, viande, laine et œufs) ainsi que sur les sous-produits. Ces microbes sont impliqués dans la manipulation génétique des microbes chez les ruminants et les tractus gastro-intestinaux monogastriques (GIT) qui sont extrêmement bénéfiques sous la forme de protection des microbes/exigences protéiques, de la digestion des acides aminés et des graisses, en particulier celles des fibres chez les ruminants, et du rétablissement des microbes naturels et génétiquement modifiés dans le rumen. Les céréales génétiquement modifiées pour des améliorations nutritionnelles et des facteurs anti-nutritionnels pourraient inclure le maïs à faible teneur en phytates, le maïs à haute teneur en huile et le soja à faible teneur en oligosaccharides. Les promoteurs de croissance des phytochimiques et/ou des herbes phytobiotiques sont des boosters de santé, des enzymes alimentaires, des acides organiques, des boosters digestifs, des peptides antimicrobiens, des alternatives antibactériennes et utiles aux antibiotiques et aux hormones. Les additifs alimentaires qui favorisent également la croissance dans des conditions de stress thermique sont les électrolytes, la bétaïne, les acides aminés, les extraits de feuilles et les oligo-éléments. D’autres additifs pour la croissance et une meilleure qualité de carcasse se présentent sous forme d’antioxydants comme la ractopamine, la L-carnitine, les acides aminés, les nucléotides dans l’alimentation des poulets de chair, l’huile de maïs ou l’huile de poisson. Les acides organiques (acides formique et propionique) servent de conservateurs alimentaires et sont particulièrement efficaces. D’autres sont les acides lactique, citrique, fumarique et sorbique ainsi que leurs sels (tels que le formiate de calcium et le propionate de calcium). Les mycotoxines sont réduites par absorption et biodisponibilité en utilisant de nombreux liants de mycotoxines. Les pré-mélanges sont des vitamines, des minéraux, des caroténoïdes, des acides, des conservateurs, nécessaires en petites quantités. La biotechnologie moderne recèle diverses applications et solutions bénéfiques prometteuses de différentes manières, telles que la protection de l’environnement, les manipulations des microbes intestinaux, la production d’aliments (aliments pour animaux, additifs alimentaires) pour une croissance normale, une meilleure santé, des activités métaboliques dans une alimentation équilibrée, un meilleur bien-être et un meilleur bien-être de notre bétail et d’autres entreprises émergentes.