사람이 소비하는 식품 또는 음식의 에너지는 무엇이며, 어떻게 측정이 될까요. 알아보도록 하겠습니다.
식품에너지
음식 에너지란 동물(인간 포함)이 근육 활동을 포함한 신진대사를 유지하기 위해 음식에서 얻을 수 있는 화학 에너지를 말합니다.
대부분의 동물은 유산소 또는 호기성 호흡에서 에너지의 대부분을 얻고 있습니다. 즉, 탄수화물, 지방, 단백질과 공기 중의 산소를 결합하거나 물에 녹거나 합니다. 유기산, 폴리올, 에탄올(알코올 마시기) 등 식사의 다른 작은 성분이 에너지 입력에 기여할 수 있습니다. 물, 미네랄, 비타민, 콜레스테롤, 식이섬유 등의 식품에너지를 거의 또는 전혀 공급하지 않는 몇몇 다이어트 성분은 다른 이유로 건강과 생존에 여전히 필요할 수 있습니다. 일부 생물은 대신 혐기성 호흡을 가지고 산소가 필요 없는 반응을 통해 음식에서 에너지를 추출합니다.
특정 식품 질량의 에너지 함유량은 보통 에너지 미터법(SI) 단위, 줄(J)과 그 배수 킬로줄(kJ)로 나타나며 열 에너지의 전통적인 단위인 칼로리(cal)로 나타납니다. 특히 미국에서는 영양학적 맥락에서 칼로리법은 단위의 큰 변수단위이며,또한 칼로리(Cal) 또는 킬로칼로리(kcal)라고 쓰이고 있습니다. 따라서 예를 들어 지방과 에탄올은 단위질량당 식품에너지양이7kcal/g라고 합니다. 단백질과 대부분의 탄수화물은 약 4kcal/g을 가지고 있지만 종류에 따라 다릅니다. 식품(지방, 알코올, 탄수화물 및 단백질)의 에너지 밀도 차이는 주로 탄소, 수소 및 산소 원자의 다양한 비율에 있습니다. 유당불내증인 사람의 섬유질이나 유당 등 쉽게 흡수되지 않는 탄수화물은 식품에너지의 기여가 적습니다. 폴리올(당알코올 포함)과 유기산은 각각 2.4kcal/g와 3.1kcal/g의 에너지 열량을 포함하고 있습니다.
복잡한 요리나 식사의 에너지 함유량은 그 성분의 에너지 함유량을 더하면 더욱 근삿값이 될 수 있습니다.
측정의 역사와 방법
직접 연소 열량 측정
식품 에너지 함량의 첫 번째 측정은 폭탄 열량계로 건조한 시료를 연소시켜 직접 열량 측정법으로 알려진 장치를 둘러싼 물 온도 변화를 측정함으로써 이루어졌습니다.
애트워터 시스템
하지만 직접 열량 측정법은 식이섬유 및 기타 소화하기 어려운 성분의 에너지 함유량도 카운트하기 때문에 일반적으로 신체가 식품에서 얻을 수 있는 실제 에너지를 과대평가하고 특정 물질의 부분적인 흡수 및/또는 불완전한 대사를 허용하지 않기 때문입니다. 따라서 오늘날에는 대신 화학분석을 이용하여 각 소화가능한 식사성분(단백질, 탄수화물, 지방 등)의 양을 결정하고, 이전에 몸에서 방출된 대사열을 측정하여 얻은 각각의 음식에너지 함유량을 첨가함으로써 간접적으로 식품의 에너지 함유량을 얻을 수 있습니다. 특히 섬유 함유량은 제외합니다. 이 방법은 19세기 후반에 이러한 측정을 개척한 윌버 애트워터의 이름을 따서 수정 애트워터 시스템으로 알려져 있습니다.
그 후 이 시스템은 USDA의 아나벨 메릴과 버니스 와트에 의해 개선되었으며 다양한 식품의 특정 칼로리 변환 인자가 제안된 시스템을 도출했습니다.
식사의 에너지원
전형적인 인간 식사는 주로 탄수화물, 지방, 단백질, 물, 에탄올 및 뼈, 종자 및 섬유(대부분 셀룰로오스) 등 소화하기 어려운 성분으로 구성되어 있습니다. 탄수화물, 지방, 단백질은 보통 식품 건조 중량의 90%를 차지합니다. 반추동물은 그것을 소화 가능한 탄수화물로 분해하는 루멘 내 세균 때문에 셀룰로오스 호흡에서 음식 에너지를 추출할 수 있습니다.
그 에너지양에 기여하는 다른 인간 식사의 부성분은 구연산, 주석산 등 유기산과 글리세롤, 자일리톨, 이노시톨, 소르비톨 등의 다가 알코올입니다.
몇몇 영양소는 몸에 에너지를 공급할 뿐만 아니라 세포 신호 전달의 영향을 받는 조절적인 역할도 가지고 있습니다. 예를 들어 류신은 단백질 대사 조절에 중요한 역할을 하며 개인의 식욕을 억제합니다. 소량의 필수 지방산은 인체에서 합성할 수 없는 몇 가지 지방의 성분으로 다른 생화학적 과정에 사용됩니다(그리고 필요합니다).
EU 규정과 영국 규제에 따라 패키지 라벨에 사용되는 여러 가지 사람의 식이요법 성분의 대략적인 식품 에너지 함유량은 지방, 에탄올, 단백질, 탄수화물, 유기산, 폴리올(당 알코올, 감미료) 및 섬유입니다.
(1) 에리스리톨과 같은 몇몇 폴리올은 소화되지 않기 때문에 카운트에서 제외되어야 합니다.
(2) 이 방법은 2008년 EU 규제에는 존재하지만 영국 규제에는 존재하지 않습니다. 이에 따라 섬유는 카운트되지 않습니다.
유엔 식량 농업 기구와 같은 많은 조직이 특정 식품에 관한 보다 상세한 표를 발표하고 있습니다.
사람을 위한 식사의 다른 성분은 비칼로리성 성분들이거나 일반적으로 무시할 수 있을 정도로 소량으로 소비됩니다.
인간이 소비하는 식품 또는 음식의 에너지와 측정 방법 및 역사, 그리고 식사의 에너지원에 관해서 알아보았습니다.
