Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 4: 2331 - 2339

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.198

RESEARCH PAPER

Evaluation of Nutrient Value of Tiger Nuts for Medium-Growing Yellow-Feathered Broilers

  • LI Bin , 1 ,
  • MEI Shaofeng 1 ,
  • ZHANG Qi 1 ,
  • JIANG Haibo 1 ,
  • YU Jie , 1, 2, * ,
  • LIU Guilian , 1, *
Expand
  • 1 Sichuan Tequ Agriculture and Animal Husbandry Technology Group Co., Ltd., Chengdu 610207, China
  • 2 Institute of Animal Nutrition, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, China
* YU Jie, professor, E-mail: ;
LIU Guilian, livestock specialist, E-mail:

Received date: 2024-10-10

  Online published: 2025-04-15

Fold

Abstract

This experiment aimed to evaluate the effective energy value and nutrient metabolizability of tiger nuts (Cyperus esculentus L.) for medium-growing yellow-feathered broilers. Twenty-four healthy male medium-growing yellow-feathered broilers (Mahuang broilers) with an average body weight of (2.50±0.20) kg at 70 days of age were randomly divided into two groups, with 12 replicates in each group and one chicken per replicate. The control group was fed a basal diet, while the test group was fed the basal diet+20% tiger nuts. The trial lasted for 12 days. The energy metabolism indices and nutrient metabolizability were determined using the total feces collection method and substitution method. The results showed that the apparent metabolic energy (AME), true metabolic energy (TME), nitrogen-corrected apparent metabolic energy (AMEn) and nitrogen-corrected true metabolic energy (TMEn) of tiger nuts for medium-growing yellow-feathered broilers were 14.10, 14.19, 14.07 and 14.14 MJ/kg, respectively. The gross energy metabolizability and nitrogen availability were 71.12% and 34.97%, respectively. The daily apparent nitrogen retention rate and true nitrogen retention rate per kilogram of diet intake were 0.11% and 0.17%, respectively. The apparent metabolizability of crude protein (CP), ether extract (EE), crude fiber (CF), calcium (Ca) and phosphorus (P) was 50.19%, 99.29%, 58.76%, 80.29% and 66.93%, respectively, while the true metabolizability of them was 62.01%, 98.68%, 58.76%, 80.57% and 75.08%, respectively. The findings suggest that tiger nuts can serve as an energy feed source in the diet of medium-growing yellow-feathered broilers.

Key words： tiger nuts; medium-growing yellow-feathered broilers; energy metabolism; nutrient metabolizability

Cite this article

LI Bin , MEI Shaofeng , ZHANG Qi , JIANG Haibo , YU Jie , LIU Guilian . Evaluation of Nutrient Value of Tiger Nuts for Medium-Growing Yellow-Feathered Broilers[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(4) : 2331 -2339 . DOI: 10.12418/CJAN2025.198

饲料成本是影响饲料配方设计的重要因素。由于常规饲料原料资源紧张且价格波动较大,开发利用新型饲料原料成为当前饲料行业的研究热点。油莎豆(Cyperus esculentus L.)是一种粮油饲兼用的综合性经济作物,广泛分布于热带和亚热带地区,具有适应性广、产量大、附加值高等特性[1]。目前,油莎豆在我国的产业链已基本形成,其地下块茎富含油脂、淀粉、膳食纤维、糖和多种维生素等营养成分,并含有多酚、生物碱、多糖、黄酮类、矿物质、甾醇等生物活性成分,具有抗菌、抗炎和抗氧化作用[2⇓⇓⇓⇓⇓-8]。研究已证实,油莎豆能够增加猪肠道中短链脂肪酸含量,减轻氧化应激,增强机体免疫功能,促进养分的吸收利用[9-10]。师煌伟等[11]通过评估油莎豆在生长猪上的营养价值,认为油莎豆可作为能量饲料原料替代部分玉米。尽管油莎豆在猪营养研究方面已取得一定进展,但在肉鸡上的研究相对较少。因此,本研究旨在评估油莎豆在黄羽肉鸡上的有效能值和养分代谢率,以期为油莎豆在黄羽肉鸡生产中的合理应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验原料

试验用油莎豆为河南省农业科学院培育的豫油莎5号,平均亩产量为855.16 kg,油分含量中等以上,具体营养成分含量见表1。
表1 油莎豆营养成分含量(风干基础)

Table 1 Nutrient contents of tiger nuts (air-dry basis) %

项目Items 含量Content 项目Items 含量Content
干物质DM 89.14 赖氨酸Lys 0.18
粗蛋白质CP 4.61 蛋氨酸Met 0.07
粗灰分Ash 2.18 胱氨酸Cys 0.07
粗脂肪EE 19.27 苯丙氨酸Phe 0.14
钙Ca 0.02 酪氨酸Tyr 0.09
磷P 0.32 苏氨酸Thr 0.15
淀粉Starch 30.39 色氨酸Trp 0.04
粗纤维CF 7.48 缬氨酸Val 0.20
中性洗涤纤维NDF 15.30 丙氨酸Ala 0.20
酸性洗涤纤维ADF 8.08 天门冬氨酸Asp 0.32
总能GE/(MJ/kg) 19.88 谷氨酸Glu 0.37
氨基酸Amino acids 甘氨酸Gly 0.17
精氨酸Arg 0.65 丝氨酸Ser 0.14
组氨酸His 0.05 脯氨酸Pro 0.10
异亮氨酸Ile 0.12 氨基酸总量TAA 3.18
亮氨酸Leu 0.23

1.2 试验动物与饲养管理

试验选取24只体重(2.50±0.20) kg、健康的70日龄雄性中速型黄羽肉鸡(麻黄肉鸡)为试验动物,按体重差异不显著原则随机分为2个组[对照组(CG)和待测组(TG)],每个组12个重复,每个重复1只鸡,在代谢笼中单笼饲养。本试验全程在四川特驱农牧科技集团有限公司肉禽试验基地进行,并遵循四川农业大学实验动物福利与伦理委员会相关规程(20220112)。试验期间自由饮水,执行常规饲养管理。试验期12 d,具体操作程序见图1,其中适应期5 d、收集期6 d,试验第1~5天和第8~11天肉鸡按分组自由采食试验饲粮(其他时间为禁食排空期),准确记录第8~11天的给料量及剩余料量,记录鸡舍温度、相对湿度以及鸡只健康状况、死淘及其他异常情况。
图1 试验操作设计程序示意图

Fig.1 Schematic diagram of experimental operation design procedure

1.3 试验饲粮

对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮,基础饲粮参照《黄羽肉鸡营养需要量》(NY/T 3645—2020)[12]中速型黄羽肉鸡营养需要量配制,其组成及营养水平见表2;待测组参考Toghyani等[13]报道的能量原料替代法,以20%油莎豆替代基础饲粮(微量元素预混料及维生素预混料除外)构成待测饲粮。
表2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) %

项目Items 含量Content
原料Ingredients
玉米Corn 68.79
豆粕Soybean meal 23.88
豆油Soybean oil 2.89
磷酸氢钙Ⅰ型CaHPO4 type Ⅰ 1.25
石粉Limestone 1.40
L-赖氨酸盐酸盐L-Lys·HCl 0.50
DL-蛋氨酸DL-Met 0.25
L-苏氨酸L-Thr 0.10
氯化胆碱Choline chloride 0.15
氯化钠NaCl 0.26
碳酸氢钠NaHCO3 0.13
矿物质预混料Mineral premix1) 0.20
维生素预混料Vitamin premix2) 0.20
合计Total 100.00
营养水平Nutrient levels3)
代谢能ME/(MJ/kg) 12.86
粗蛋白质CP 16.66
粗纤维CF 2.55
粗脂肪EE 5.73
钙Ca 0.90
磷P 0.55
赖氨酸Lys 1.09
苏氨酸Thr 0.69
蛋氨酸+胱氨酸Met+Cys 0.74

1)矿物质预混料为每千克饲粮提供 Mineral premix provided the following per kilogram of the diet:Fe (FeSO4·H2O) 80 mg,Zn (ZnSO4·H2O) 100 mg,Mn (MnSO4·H2O) 110 mg,Cu (CuSO4·5H2O) 10 mg,I (KI) 0.6 mg,Se (NaSe2O3) 0.35 mg。

2)维生素预混料为每千克饲粮提供 Vitamin premix provided the following per kilogram of the diet:VA 9 500 IU,VD3 2 000 IU,VE 12 IU,VK 1.0 mg,VB1 1.30 mg,VB2 5.60 mg,VB6 2.80 mg,VB12 0.01 mg,烟酸 nicotinic acid 68 mg,泛酸 pantothenic acid 10 mg,生物素 biotin 0.10 mg,叶酸 folic acid 0.90 mg。

3)营养水平是由Brill饲料配方软件按照原料数据库中营养指标计算得出。Nutrient levels are calculated by the Brill feed formulation software based on nutrient indicators in the raw material database.

1.4 样品的收集制备

本试验参考家禽活体代谢试验技术规程及研究方法,并结合前期代谢试验观察结果设定试验方法和程序[14⇓⇓-17],在试验肉鸡泄殖腔处缝合专用广口塑料瓶盖以收集排泄物。试验期间采用全收粪法,每隔4 h以重复为单位准确收集肉鸡的排泄物,其中第7天的排泄物作为各组内源排泄物。收集的新鲜排泄物均立即按1∶10比例添加10%硫酸以固氮,并置于对应编号的自封袋中-20 ℃保存。全收粪结束后,以重复为单位,将每个重复多次采集的排泄物混合后置于65 ℃烘箱内烘至恒重,室温回潮24 h后称重、记录,用粉碎机粉碎并过40目筛,装入对应编号的自封袋保存。

1.5 指标的测定方法

油莎豆及饲粮粉碎过40目筛,采用四分法留取约100 g样品。油莎豆样品中的氨基酸(AA,GB/T 18246—2019)、淀粉(GB/T 42491—2023)、干物质(DM,GB/T 6435—2014)、粗灰分(Ash,GB/T 6438—2007)、中性洗涤纤维(NDF,GB/T 20806—2022)、酸性洗涤纤维(ADF,NY/T 1459—2022)含量均按照国家标准或农业行业标准进行测定;油莎豆、饲粮及排泄物样品中的氮(N,GB/T 6432—2018)、粗脂肪(EE,GB/T 6433—2006)、粗纤维(CF,GB/T 6434—2006)、钙(Ca,GB/T 6436—2018)和磷(P,GB/T 6437—2018)含量均按照国标进行测定,总能(GE)通过C2000型量热仪进行测定,粗蛋白质(CP)含量在测定N含量后按N×6.25计算得出。

1.6 指标的计算公式

本试验用套算法计算油莎豆的养分代谢率、能量代谢及氮平衡指标。
(1)养分代谢率公式:
养分表观代谢率(%)=[(食入养分-粪尿排泄养分)/食入养分]×100;
养分真代谢率(%)=[(食入养分-粪尿排泄养分+内源损失养分)/食入养分]×100;
待测原料养分代谢率(%)={[待测饲粮养分代谢率-基础饲粮养分代谢率×(1-替代比例)]/替代比例}×100。
(2)能量代谢指标计算公式:
总能代谢率(%)=[(食入GE-粪尿GE)/食入GE]×100;
表观代谢能(AME)=(食入GE-粪尿GE)/采食量;
真代谢能(TME)=(食入GE-粪尿GE+内源GE)/采食量;
氮校正表观代谢能(AMEn)=AME-(RN1×34.39);
氮校正真代谢能(TMEn)=TME-(RN2×34.39);
RN1(%)={[(食入氮-粪尿排泄氮)/采食量]/采食天数}×100;
RN2(%)={[(食入氮-粪尿排泄氮+内源损失氮)/采食量]/采食天数}×100;
待测原料能值=[待测饲粮能值-基础饲粮能值×(1-替代比例)]/替代比例。
式中:RN1表示家禽每摄入1 kg饲粮每日的氮沉积率,即表观氮沉积率;RN2表示家禽每摄入1 kg饲粮去除内源损失氮部分每日真正的氮沉积率,即真氮沉积率。
(3)氮平衡指标计算公式:
氮利用率(%)=[(食入氮-粪尿排泄氮)/食入氮]×100;
待测原料氮利用率(%)={[待测饲粮氮利用率-基础饲粮氮利用率×(1-替代比例)]/替代比例}×100。

1.7 数据处理与分析

试验数据通过Excel 2019进行初步处理后,对生长性能数据采用SPSS 26.0统计软件进行t检验,P<0.05表示差异显著,结果以“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 生长性能

由表3可知,2组中速型黄羽肉鸡的总采食量和末重无显著差异(P>0.05)。
表3 油莎豆对中速型黄羽肉鸡生长性能的影响

Table 3 Effects of tiger nuts on growth performance of medium-growing yellow-feathered broilers g

项目Items 对照组CG 待测组TG P值P-value
总采食量Total feed intake 516.63±28.43 518.82±29.14 0.959
末重Final body weight 2 638.41±50.93 2 610.88±43.59 0.686

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05).

2.2 饲粮和排泄物中GE和常规营养成分含量

由表4可知,对照组饲粮中常规营养成分含量实测值满足《黄羽肉鸡营养需要量》(NY/T 3645—2020)[12]中推荐量,但待测组饲粮中CP含量未达到推荐量,且GE、EE和CF含量高于对照组饲粮。对照组和待测组常规排泄物和内源排泄物的营养成分含量见表5。
表4 饲粮中GE和常规营养成分含量实测值(风干基础)

Table 4 Measured values of GE and common nutrient contents in diets (air-dry basis) %

项目Items 对照组CG 待测组TG 参考水平Reference level[12]
总能GE/(MJ/kg) 16.43 17.10 —
粗蛋白质CP 16.80 14.84 16.00
粗脂肪EE 5.16 7.61 —
粗纤维CF 2.96 4.19 —
钙Ca 0.91 0.69 0.70
磷P 0.54 0.48 0.49
氮N 2.69 2.37 2.56
表5 常规排泄物和内源排泄物的GE和常规营养成分含量(干物质基础)

Table 5 GE and common nutrient contents in normal excreta and endogenous excreta (DM basis) %

项目
Items		 常规排泄物Normal excreta 内源排泄物Endogenous excreta
对照组CG 待测组TG 对照组CG 待测组TG
总能GE/(MJ/kg) 14.28±0.21 14.99±0.27 10.11±0.59 9.07±0.40
粗蛋白质CP 31.96±0.57 29.58±0.78 92.72±4.79 85.48±6.72
粗脂肪EE 4.45±0.51 6.63±0.77 2.19±0.20 1.74±0.30
粗纤维CF 10.29±0.30 10.97±0.43 0.72±0.12 0.70±0.10
钙Ca 2.22±0.09 1.50±0.07 0.52±0.01 0.34±0.02
磷P 1.25±0.05 1.09±0.04 1.74±0.08 1.77±0.09
氮N 5.11±0.09 4.73±0.13 14.84±0.77 13.68±1.08

2.3 饲粮及油莎豆的氮平衡和能量代谢

对照组和待测组饲粮在肉鸡上的氮平衡及能量代谢情况见表6。由表7可知,油莎豆在中速型黄羽肉鸡上的氮利用率为34.97%,RN1和RN2分别为0.11%和0.17%,其AME、TME、AMEn和TMEn分别为14.10、14.19、14.07和14.14 MJ/kg,GE代谢率为71.12%。
表6 饲粮的氮平衡及能量代谢

Table 6 Nitrogen balance and energy metabolism of diets

项目Items 对照组CG 待测组TG
食入氮Nitrogen intake/g 13.20±1.10 12.29±0.35
排出氮Nitrogen excretion/g1) 7.93±0.52 7.56±0.31
表观氮沉积率RN1/% 0.35±0.02 0.31±0.01
真氮沉积率RN2/% 0.43±0.01 0.38±0.01
氮利用率Nitrogen availability/% 39.45±2.14 38.56±1.21
食入能量Energy intake/MJ 8.07±0.67 8.85±0.25
排出能量Energy excretion/MJ2) 2.19±0.16 2.46±0.16
表观代谢能AME/(MJ/kg) 11.92±0.26 12.36±0.24
真代谢能TME/(MJ/kg) 12.08±0.25 12.50±0.24
氮校正表观代谢能AMEn/(MJ/kg) 11.80±0.25 12.25±0.24
氮校正真代谢能TMEn/(MJ/kg) 11.93±0.25 12.38±0.24
总能代谢率GE metabolizability/% 72.59±1.56 72.30±1.39

1)对照组和待测组的内源氮排出量分别为(1.10±0.08) g和(1.12±0.07) g。Endogenous nitrogen excretions of CG and TG were (1.10±0.08) g and (1.12±0.07) g, respectively.

2)对照组和待测组的内源排泄物能量分别为(0.08±0.01) MJ和(0.07±0.00) MJ。Endogenous energy excretions of CG and TG were (0.08±0.01) MJ and (0.07±0.00) MJ, respectively.

表7 油莎豆的氮平衡及能量代谢

Table 7 Nitrogen balance and energy metabolism of tiger nuts

项目Items 油莎豆Tiger nuts
表观氮沉积率RN1/% 0.11±0.05
真氮沉积率RN2/% 0.17±0.05
氮利用率Nitrogen availability/% 34.97±6.03
表观代谢能AME/(MJ/kg) 14.10±1.19
真代谢能TME/(MJ/kg) 14.19±1.20
氮校正表观代谢能AMEn/(MJ/kg) 14.07±1.18
氮校正真代谢能TMEn/(MJ/kg) 14.14±1.19
总能代谢率GE metabolizability/% 71.12±6.97

2.4 饲粮及油莎豆的养分代谢率

对照组和待测组饲粮在中速型黄羽肉鸡上的养分代谢率见表8。由表9可知,油莎豆CP、EE、CF、Ca和P的表观代谢率分别为50.19%、99.29%、58.76%、80.29%和66.93%,真代谢率分别为62.01%、98.68%、58.76%、80.57%和75.08%。
表8 饲粮的养分代谢率

Table 8 Metabolizability of nutrients in diets %

项目
Items		 表观代谢率Apparent metabolizability 真代谢率True metabolizability
对照组CG 待测组TG 对照组CG 待测组TG
粗蛋白质CP 39.45±2.14 38.56±1.21 48.01±1.64 47.63±1.35
粗脂肪EE 76.12±3.03 77.48±2.93 76.79±2.98 77.86±2.94
粗纤维CF 4.40±0.37 15.27±1.98 4.75±0.37 15.55±1.97
钙Ca 23.68±1.28 33.52±2.90 24.63±1.36 34.31±2.91
磷P 25.27±0.74 32.33±2.67 30.35±0.77 38.15±2.81
表9 油莎豆的养分代谢率

Table 9 Metabolizability of nutrients in tiger nuts %

项目Items 表观代谢率Apparent metabolizability 真代谢率True metabolizability
粗蛋白质CP 50.19±11.16 62.01±9.65
粗脂肪EE 99.29±9.97 98.68±9.97
粗纤维CF 58.76±9.90 58.76±9.84
钙Ca 80.29±10.02 80.57±9.99
磷P 66.93±8.20 75.08±7.37

3 讨论

3.1 油莎豆的营养价值

油莎豆是一种营养价值较高的饲料原料,其DM中的EE、CF和淀粉含量分别为18.71%~26.71%、6.64%~11.00%、21.55%~33.58%[18-19]。本研究结果显示,油莎豆的EE、CF和淀粉含量分别为19.27%、7.48%和30.39%,这与上述含量范围相符。但本研究中油莎豆的CP含量为4.61%,略低于段帅等[8]报道的5%~10%。此外,丑义宣等[20]对油莎豆与大豆的氨基酸含量进行分析比对,发现油莎豆中甘氨酸和亮氨酸的含量均高于大豆。本研究进一步证实了这一结果,油莎豆中甘氨酸和亮氨酸含量同样高于丑义宣等[18]在其研究中报道的大豆的水平。另外,Arafat等[21]研究发现,油莎豆的氨基酸总量为3.42%,其中以谷氨酸和精氨酸为主,其次是天冬氨酸和亮氨酸,这与本研究结果一致。玉米作为常规能量饲料原料,GE为15.76~16.00 MJ/kg,淀粉含量为70%~75%,本研究中油莎豆的GE高于玉米,但淀粉含量远低于玉米,由于油莎豆淀粉主要由支链淀粉组成,其占比与玉米淀粉高度相似,对油莎豆淀粉进行脱支改性处理后,能够有效调节肠道菌群,促进肠道发育基因的表达[22⇓⇓-25]。以上研究表明,不同来源的油莎豆在营养价值上可能存在一定差异,但油莎豆在提供高含量特定氨基酸以及高能量等方面具有一定优势。

3.2 油莎豆的有效能值

代谢能是评价原料营养价值的关键指标之一。原料的有效能值受其化学成分、加工工艺以及动物生理特征等多种因素影响[26]。本研究中,油莎豆的AME、TME、AMEn和TMEn分别为14.10、14.19、14.07和14.14 MJ/kg,在数值上均高于《黄羽肉鸡营养需要量》(NY/T 3645—2020)[12]中玉米的AME(13.47~13.60 MJ/kg)和AMEn(13.30~13.41 MJ/kg),这一差异可能主要是因为油莎豆中含有较高的EE和淀粉。但CF成分可能降低能量利用率[27],导致油莎豆(CF含量7.48%)的总能代谢率仅为71.12%,显著低于玉米(CF含量1.6%~2.6%)的总能代谢率(83.01%)[28]。此外,油莎豆在家禽中能量价值评定的研究有限,根据现有在猪上的研究结果,发现不同加工工艺的油莎豆对猪的消化能、代谢能和净能的影响显著[5,10]。同时,考虑猪和家禽在生理消化方面的差异,油莎豆在生长猪中的总能代谢率为65.73%[11],低于本研究结果。由此可见,油莎豆可在家禽上作为一种高能量价值的饲料原料。

3.3 油莎豆的养分代谢率

研究表明,高含量的CF会降低饲粮的适口性,增加动物的饱腹感,进而减少其采食量[29]。本研究中,油莎豆的CF和EE含量较高,因此待测组饲粮的CF和EE含量较高,但与对照组的总采食量差异不显著,这可能由于待测组饲粮的代谢能水平较高。另外,由于纤维含量增加可能降低消化酶活性及酶促反应[30],但这种负面效应可能大于油脂含量增加带来的正面效应,可能导致待测组与对照组饲粮的CF代谢率差异较大,而EE代谢率差异较小。经套算法计算,油莎豆在中速型黄羽肉鸡中的EE表观代谢率和真代谢率分别为99.29%和98.68%,EE代谢率较高的原因可能是因为油莎豆中油酸含量高达75%,油酸为单不饱和脂肪酸,有利于EE代谢[20]。此外,房芳等[31]的体外研究显示,油莎豆的蛋白质消化率为76%,远高于本研究结果,也可能与消化酶活性降低有关。综上分析,在添加高比例油莎豆时,可以考虑结合消化酶来降低其潜在负面作用。

4 结论

油莎豆作为一种新型饲料原料,在中速型黄羽肉鸡饲粮中具有潜在的应用价值,可根据油莎豆的代谢能水平,在饲粮中替代玉米的使用,以优化饲料配方并提高养殖效益。

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