건강관리
기운찬수달300
음식별 열량(kcal)은 어떻게 알아낸건가요?
예를들면 햄버거 900kcal, 초콜릿 500kcal 등...
이런 음식별 열량은 어떻게 알아낸건가요?
빵(xxx kcal) + 패티(xxx kcal) + 소스(xxx kcal)... 이런식으로 더했을텐데
근본적으로 애초에
빵, 패티, 소스의 kcal는 어떻게 알아낸건가요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요, 질문하신 내용 잘 확인해 보았습니다.
질문주신 것처럼 햄버거의 총 열량은 빵, 패티, 소스같이 각 구성 요소의 열량을 더해서 계산하시는 것이 맞답니다.
그렇다면 그 근본적인 재료들의 열량은 어떤식으로 알아냈을지 궁금하실 것 같습니다. 초창기 과학자들은 음식이 가진 에너지를 측정하기 위해서 음식을 불태우는 방식을 사용했습니다.
(과거 측정) 봄 열량계(Bomb Calorimeter) :음식의 기본 열량을 알아내는 가장 고전적이고 확실한 도구가 봄 열량계랍니다.
측정 원리는 상당히 직관적인데요, 일단 측정하고자 하는 빵이나 고기를 완전하게 건조시켜서 수분을 없앤 뒤, 열량계 내부의 밀폐된 강철 용기에 넣고 고압의 산소를 주입합니다. 그 후에 전기 스파크를 일으켜서 음식을 남김없이 연소를 시킵니다. 여기서 음식이 타면서 발새하는 열이 강철 용기를 둘러싸고 있는 물의 온도를 높이게 됩니다. 물 1kg의 온도를 1도 올리는데 필요한 에너지가 바로 1kcal이므로, 온도 변화를 정밀하게 측정하면 그 음식이 가진 물리적인 총 에너지를 계산하실 수 있습니다.
(현대 계산) 애트워트 지수(Atwater System) : 그러나 오늘날 식품 공장에서 새로운 소스나 패티를 개발할 때마다 매번 열량계에 넣고 태우는 것은 아닙니다. 19세기 후반, 미국의 화학자 윌버 애트워터는 봄 열량계를 이용해서 수많은 음식의 열량을 측정하고 이를 바탕으로 실용적인 계산법을 고안해 냈습니다.
그는 기계가 음식을 태워 얻는 에너지와 인간의 몸이 소화하는 과정이 다르다는 점을 짚었습니다. 그래서 음식의 총 열량에서 인간이 소화하지 못하고 대소변으로 배출하는 에너지를 빼서 이네가 실제로 흡수할 수 있는 유효 에너지를 구했습니다. 그 결과 도출된 것이 학교에서 배우는 탄수화물 1g당 4kcal, 단백질 1g당 4kcal, 지방 1g당 9kcal라는 애트워터 지수랍니다.
최종 계산 : 오늘날 빵이나 패티의 열량을 알아내는 근본적인 과정은 다음과 같습니다. 해당 재료를 실험실에서 화학적으로 분석해서 탄수화물, 단백질, 지방이 각각 몇 그램(g)씩 들어있는지 성분 함량을 파악합니다. 그 다음 알아낸 각 영양소의 무게에 애트워터 지수를 곱해서 모두 더하는 방식으로 영양성분표에서 보는 최종 열량이 산출됩니다.
흥미로운 사실을 덧붙이자면, 애트워터 지수를 통해서 계산된 이런 열량이 인체에 항상 100% 똑같이 흡수되는 것은 아니라는 점이랍니다. 근래 영양학에서는 조리 방식, 개인의 소화 능력, 장내 미생물 환경에 따라서도 실제 몸에서 들어오는 에너지가 달라질 수 있다고 봅니다.
예를 들어서 햄버거의 소고기 패티를 생으로 먹을 때보다는 불에 노릇하게 구워서 익혀 먹을 때, 인체는 고기의 단백질을 더욱 쉽게 분해하고 더 많은 에너지를 흡수하게 된답니다. 그리고 햄버거 속 채소나 통밀빵에 들어있는 탄수화물 중에 식이섬유 성분은 인간이 소화하기가 어려워서 1g당 4kcal가 아닌 0-2kcal 수준으로 계산되기도 합니다.
결국 매일 확인하는 햄버거의 총 칼로리는 오랜 시간에 걸쳐서 정교하게 다듬어진 과학적인 기준점이 되겠으나, 모든 사람이 몸에 수학 공식처럼 완벽하게 적용되는 절대적 수치는 아니랍니다.
칼로리 숫자도 다이어트, 식습관 교정, 체형 관리를위해서 중요하지만, 햄버거 하나에도 이런 재미있는 과학적인 원리가 숨어있다는 것을 여겨주셔서, 더욱 의미있는 식사 시간을 가져보시는게 어떠실까 합니다!
궁금증이 조금이나마 해결 되셨으면 좋겠습니다. 감사합니다 ^ ^
채택 보상으로 45.90AHT 받았어요.
채택된 답변안녕하세요. 이조은 영양전문가입니다.
좋은 질문입니다. "칼로리라는 숫자를 대체 누가 어떻게 알아낸 거냐?"라는 근본적인 질문이거든요. 결국 햄버거의 900 kcal도, 빵의 250 kcal도 거슬러 올라가면 실험실까지 갑니다.
핵심은 직접 태워서 측정하는 방법 + 영양성분 분석 + 계산법입니다.
1. 가장 원초적인 방법은 진짜 태워보기
음식의 에너지를 측정하는 장치가 있습니다. 봄베 열량계(bomb calorimeter)라는 장비입니다.
음식 시료를 완전히 태운 다음, 발생한 열이 주변의 물을 얼마나 데웠는지 측정합니다.
예를 들어,
음식 1g을 태웠더니 물의 온도가 상당히 올라감
→ 이 음식이 가진 화학적 에너지가 얼마나 되는지 계산
이렇게 하면 음식 전체의 에너지 함량을 직접 측정할 수 있습니다.
그런데 여기서 문제가 하나 있습니다.
사람은 음식처럼 음식물을 완전히 태워서 에너지를 100% 뽑아내지 못합니다.
그래서 실제 사람이 얻는 에너지를 계산하려면 한 단계 더 필요합니다.
2. 그래서 등장한 것이 "탄수화물 4, 단백질 4, 지방 9"
현대의 식품 열량 표시는 주로 Atwater system(애트워터 계수)이라는 방법을 기반으로 합니다.
대략적으로 초콜릿에 탄수화물 50g, 지방 30g, 단백질 5g이 들어 있다면 단순화해서
50×4 + 30×9 + 5×4 = 490 kcal 정도로 계산할 수 있습니다. 실제 제품의 표시 열량은 식품의 종류, 섬유질, 당알코올 등의 특성에 따라 좀 더 복잡하게 계산됩니다.
3. 그러면 탄수화물 1g = 4 kcal는 어떻게 알아냈을까?
여기서 질문이 다시 원점으로 돌아갑니다.
"탄수화물이 4 kcal라는 건 누가 어떻게 알아냈는데?"
바로 이런 부분을 오랜 기간 실험으로 알아낸 겁니다.
음식이나 영양소를 섭취했을 때
음식에 들어 있는 에너지 측정
사람이 실제로 흡수하는 에너지 측정
소변·대변 등으로 배출되는 에너지 측정
여러 사람을 대상으로 반복 측정
그 결과를 평균화하는 식으로 인체가 실제로 이용할 수 있는 에너지의 평균값을 구했습니다.
그래서 "탄수화물 1g = 정확히 4.000 kcal"라는 자연법칙이라기보다는,
사람이 일반적으로 이용할 수 있는 에너지를 계산하기 위한 표준화된 평균값이라고 이해하는 게 정확합니다.
4. 그럼 햄버거 900 kcal는 어떻게 나올까?
이제 햄버거로 돌아오면 이해가 쉽습니다.
예를 들어 어떤 햄버거가
빵: 탄수화물 40g, 단백질 8g, 지방 5g
패티: 단백질 25g, 지방 25g
치즈: 단백질 5g, 지방 8g
소스: 탄수화물 10g, 지방 5g
기타 재료라고 하면 각 재료의 영양성분을 분석하고 합산합니다.
5. 그런데 음식마다 영양성분을 매번 실험하는 건가?
꼭 그렇지는 않습니다.
예를 들어 식품회사에서 햄버거를 만든다면 실제 제조법을 기준으로 원료의 영양성분 데이터와 배합량을 이용해서 계산하거나, 필요에 따라 완제품을 분석합니다.
그래서 우리가 보는 영양성분표에는
열량 900 kcal
탄수화물 80g
단백질 40g
지방 45g
같은 숫자가 나오는 겁니다.
그런데 사실 열량은 항상 정확히 900.000 kcal인 게 아닙니다. 식품의 원료와 제조 과정에는 자연적인 편차가 있고, 영양성분 분석에도 오차가 있습니다. 따라서 영양성분표의 칼로리는 정밀한 물리학적 상수라기보다는 합리적인 측정과 계산에 따른 추정값에 가깝습니다.
그리고 아주 중요한 차이가 "음식이 가진 에너지"와 "사람이 실제로 얻는 에너지"는 다릅니다.
예를 들어 식이섬유는 우리 몸에서 거의 소화되지 않기 때문에 음식 전체를 완전히 태워서 얻는 에너지와 사람이 실제로 얻는 에너지가 다릅니다.
그래서 오늘날의 칼로리 표시는 "사람이 일반적으로 소화 흡수해서 이용할 수 있는 에너지가 어느 정도인가"를 기준으로 만들어진 값입니다.