칼로리 측정은 어떻게 하는걸까?

제가 작년부터 다이어트를 해오면서 가장 많이 찾아보고 들었던 말이 아마 칼로리가 아닐까 싶습니다. 내가 먹는 음식의 양이 몇 칼로리인지 확인하고, 높다면 낮춰서, 낮다면 필요한 성분을 보충해서 섭취했던 기억이 있는데요. 이런 칼로리가 무엇인지도 모르고, 무조건 칼로리가 높고 많이 섭취하면 살이 찌는 것으로 생각했습니다. 생각해보면 칼로리가 높다고 해서 모든 음식의 양까지도 많은 건 아니었는데 말입니다. 그럼 우선 칼로리가 무엇인지 알아보아야겠네요!

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칼로리

칼로리는 에너지의 단위입니다. 에너지는 여러 가지 형태로 존재할 수 있지만, 우리에게 가장 익숙한 형태는 열입니다. 그래서 칼로리는 일반적으로 열량으로 정의됩니다.
그런데 1칼로리는 얼마나 되는 열일까요? 화학과 식품영양학에서는 서로 다른 칼로리의 단위를 사용합니다. 식품에서는 화학반응에서 쓰이는 칼로리의 1,000배짜리 단위를 사용합니다. 동일하게 사용하면 안 될까 생각해볼 수도 있지만, 이미 서로가 이러한 방식에 익숙해져 있기 때문에 변하지는 않을 것 같습니다.
화학자의 칼로리는 그램 칼로리(cal)라고 부르는 것으로, 물 1g의 온도를 1℃ 높이는 데 필요한 열량을 말합니다. 이것은 매우 작은 양이기 때문에 영양학자는 식품 칼로리(Cal)라는 개념을 사용하고, 이것은 1,000g의 물을 1℃ 데우는 데 필요한 열량을 뜻합니다.

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어떤 식품을 구매해서 겉면을 보면 몇 칼로리라고 쓰여 있습니다. 조리가 되어있는 음식도, 조리하기 전 음식의 재료들도 모두 각각의 칼로리를 가지고 있습니다. 칼로리가 에너지의 단위인 것은 알지만 우리는 어떻게 어떤 식품 몇 그램 안에는 몇 칼로리의 에너지가 들어있는지 알 수 있을까요? 실험용 쥐에게 식품을 먹이고 활동량을 관찰해서 계산하는 것일까요?

음식물 속의 에너지가 단순히 움직이는 데만 쓰인다고 생각하지 마세요. 우리 몸은 식품을 통해 들어온 에너지를 운동하는 데만 쓰지 않고, 음식 자체를 소화하고 대사하는데, 몸이 자라는 일에, 매일 마모되는 세포를 끊임없이 수리하는데, 몸의 균형과 정상 상태를 유지하는 데 등 필요한 무수히 복잡한 화학반응을 진행시키는 데 쓰고 있습니다. 그런데 사람마다 이 칼로리를 사용하는 방법이 크게 다릅니다. 그래서 다이어트 산업은 계속해서 번창하는 것이겠죠.

앞서 알아보았듯 1Cal는 영양을 연구하는 학자들이 주로 쓰는 단위인데, 물 1,000g의 온도를 1도씨 높이는 데 필요한 에너지를 나타냅니다. 우리는 흔히 운동을 하고 움직여서 칼로리를 소모한다, 태운다 라고 말합니다. 이것은 정확한 표현이 아닙니다. 에너지는 불에 타는 것이 아니기 때문입니다.

여기에서 먼저 칼로리를 측정하는 방법에 대해 간략하게 말하자면, 석탄을 태워 에너지를 내놓듯 음식이 타면 에너지가 나오게 됩니다. 이것을 통해 전문가들은 식품들의 칼로리 값을 계산합니다. 실제로 식품을 불에 태워 몇 칼로리의 열이 발생하는지를 측정하는 것입니다.

석탄을 태우면 산소와 결합하면서 에너지와 이산화탄소가 나옵니다. 우리 몸도 들어온 음식물을 태우게 되는데 이것을 대사 작용이라고 합니다. 물론 대사 과정은 실제 불에 연소되는것보다 훨씬 느리고 다행히 불꽃 또한 나오지 않습니다. 그러나 결과는 동일합니다. 식품과 산소가 결합해도 에너지와 이산화탄소가 나옵니다. 놀랍게도 우리 몸이 대사 작용을 통해 얻는 에너지의 양은 실제 식품을 불에 태웠을 때 나오는 에너지의 양과 똑같습니다.

이것은 놀라운 일이지만 화학의 일반적인 원칙입니다. 어떤 화학변화 과정에서도 어떤 물질을 조건 1로부터 2로 옮겨놓을 때 발생하는 에너지의 변화량은 변화 경로와 관계없이 동일합니다. 에너지의 양은 고도에도 비유할 수 있는데요. 에너지값이 크면 고도가 높다고 생각해봅시다. 고도 1의 언덕에서 출발해서 고도 2의 언덕으로 올라갔다면 고도 즉 위치에너지의 값의 변화량은 어떤 경로로 갔는지에 상관없이 2-1이 됩니다.

에너지 측정을 하는 학자들은 수분을 모두 빼낸 식품의 무게를 단 후에 고압 산소로 가득 찬 통 안에 식품을 넣고 식품을 완전히 물속에 담근 뒤 전기의 힘으로 식품에 불을 붙입니다. 그리고 통 안에 담겨있는 수온이 얼마나 올라갔는가를 측정해서 칼로리의 양을 계산하게 됩니다. 물 1kg당 1℃가 올라갔다면 1Cal의 열이 방출되었음을 알 수 있는 것입니다.

눈에 보이는 모든 식품에 불을 붙여보고 나서 학자들은 단백질이 어떤 식품에 들어있는지, 어떤 종류인지 관계없이 1g당 같은 에너지를 내는 것을 알게 되었습니다. 지방과 탄수화물도 마찬가지이죠. 성분을 분석해서 몇 그램의 단백질, 지방, 탄수화물이 들어 있는지를 알면 칼로리 계산은 간단하기 때문에 더 이상 식품을 직접 불에 태우는 번거로운 일을 하지 않게 되었습니다.

칼로리에 대한 궁금증이 조금은 풀리셨나요? 가끔 새로운 음식을 마주하게 될 때, 그리고 운동마다 나오는 소모되는 칼로리를 볼 때 어떻게 칼로리가 측정되는 것인지 궁금했는데 알아보면서 조금은 이해하게 된 것 같습니다. 여러분에게도 조금은 어려울 수 있지만 천천히 읽어보면 쉽게 이해하실 수 있답니다. 칼로리는 에너지를 나타낸다고 하였으니 0칼로리라고 하는 물은 마셔도 에너지를 발생시키는 것은 아니라는 결론이 나오네요! 수분은 우리 몸의 70%를 차지하고 있기 때문에 에너지를 발생시키지는 않지만 생존을 위해 반드시 섭취해주어야겠어요^^