식품의 칼로리를 어떻게 측정했을까?

식품 포장지의 겉면을 보면 영양정보라고 해서 해당 식품이 어떠한 영양성분으로 구성됐는지 자세히 적혀있습니다. 그리고 이러한 영양정보를 토대로 해당 식품의 g당 kcal(킬로칼로리)가 적혀있는데, 식품의 칼로리를 어떻게 측정했을까요?

칼로리(cal)의 정의부터 알아보면 1기압에서 물 1g을 14.5℃에서 15.5℃까지 올리는 데 필요한 에너지의 양을 의미합니다. 칼로리는 열량의 단위이고, 국제단위계(SI)의 단위인 줄(J)로 환산하면 4.186J(줄)로 표기할 수 있습니다.

헷갈리면 안 될 것은 대문자 C로 시작하는 칼로리와 소문자로 c로 시작하는 칼로리는 다르다는 겁니다. 영양학에서는 생리적 열량의 단위로 대문자 C로 시작하는 칼로리(Cal)를 사용하는데, 우리가 알고자 하는 내용은 음식의 열량 단위인 소문자 c로 시작하는 칼로리(cal)입니다.

kcal

가장 헷갈리는 부분이 1kcal는 대문자 1Cal와 소문자 1,000cal와 같다는 것으로 발음만으로는 헷갈릴 수 있어서 주의해야 합니다.

각설하고, 우리가 사용하는 칼로리 계산법은 19세기 후반 미국의 농예 화학자인 윌버 올린 애트워터(Wilbur Olin Atwater)가 만든 애트워터계수(Atwater’s coefficient)를 활용합니다. 사람들이 필요한 열량을 섭취할 수 있도록 하기 위해 만든 계산법으로 식품 표본을 태워서 발생하는 열에너지를 측정하는 것부터 시작합니다.

kcal 1

만약 식품이 완전 연소했다면 식품 표본 1g당 탄수화물은 4.1kcal, 단백질은 5.65kcal, 지방은 9.45kcal가 나오는데, 실제 사람이 식품을 섭취했을 때 탄수화물과 단백질, 지방 등의 영양소는 완전연소하지 않습니다.

단백질은 요소·요산·크레아틴 등 에너지를 함유한 화합물이 되어 소변으로 배설되는 등 불완전연소를 하므로 이에 해당하는 열량 1.3kcal를 단백질 5.65kcal에서 빼줘야 합니다. 그리고 사람이 식품을 섭취할 때 영양소를 전부 흡수할 수는 없으므로 소화흡수율도 고려해야 합니다.

미국인의 평균적 식사실험을 통해서 구했고, 위와 같습니다. 이를 반영해서 계산해보면 식품을 섭취했을 때 실제 발생하는 열량은 1g당 탄수화물은 약 4kcal(4.1kcal*0.98), 단백질도 약 4kcal(4.35kcal*0.92), 지방은 약 9kcal(9.45kcal*0.95)가 됩니다. 마찬가지로 알콜은 1g당 7kcal, 유기산은 1g당 3kcal입니다.

계수를 알고 있으면 우리가 칼로리를 알고 싶은 식품을 봄 칼로리미터(Bomb Calorimeter)라는 밀폐된 통에 식품 표본을 넣고 태워서 발생하는 열에너지를 측정해서 계산하면 됩니다.

kcal 3

많은 사람이 이렇게 구한 식품의 칼로리에 연연하는데, 사실 이 방법은 정확하지 않습니다. 왜냐하면, 사람마다 흡수·소모하는 칼로리 정도가 다르고, 식품은 조리 전·후에 따라 칼로리가 다르기 때문입니다.

kcal 4

그리고 같은 칼로리의 식품이라고 해도 포만감 정도나 영양소 구성, 혈당 지수 등에 따라 체중에 미치는 영향이 다릅니다. 또한, 이 값의 신뢰성은 업체 책임이며 [식품등의 표시기준]의 허용오차 범위를 보면 포괄적입니다.

즉, 식품 포장지에 적힌 칼로리를 너무 믿으면 안 됩니다. 그런데도 이 방법을 계속 사용하는 이유는 논의가 이루어졌으나 마땅한 대안이 없었기 때문입니다.

kcal 5

추가로 [식품등의 표시기준]에 따르면 열량의 단위는 kcal(킬로칼로리)로 표시하되 그 값을 그대로 표시하거나 그 값에 가장 가까운 5kcal 단위로 표시하도록 되어 있습니다.

kcal 6

그러니까 식품 칼로리가 5kcal 미만이면 0kcal로 표시할 수 있습니다. 제로콜라는 100mL를 기준으로 1.2kcal이므로 0kcal로 표기해도 괜찮아서 제로콜라라고 부를 수 있는 겁니다. 궁금증이 해결되셨나요?

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식품의 칼로리는 어떻게 측정하는 걸까?