칼로리

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1. 개요
2. 정의
- 2.1. 종류
3. 역사
4. 영양학
- 4.1. 하루 필요 섭취 칼로리
5. 인체와 칼로리
6. 한국의 법적 정의
7. 기타
참조

1. 개요

칼로리는 일반적으로 물 1g의 온도를 1°C 올리는 데 필요한 열량으로 정의되지만, 물의 비열이 온도에 따라 달라지므로 정확한 정의는 1기압 하에서 14.5°C의 물 1g을 15.5°C까지 올리는 데 필요한 열량이다. 칼로리는 열화학 칼로리, 4도 칼로리 등 여러 종류가 있으며, 1948년 국제도량형총회에서 줄(J)의 사용을 권장했다. 영양학에서 칼로리는 음식 에너지를 나타내는 데 사용되며, 지방은 1g당 9kcal, 탄수화물과 단백질은 4kcal/g, 알코올은 7kcal/g을 함유한다. 한국의 계량법에서는 열량 단위로 줄(J)을 사용하며, 칼로리는 영양학적 용도로 제한적으로 사용된다.

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칼로리
개요
칼로리의 정의
종류	작은 칼로리 (cal) 큰 칼로리 (kcal) 또는 킬로칼로리 (Cal)
정의	물 1g의 온도를 1°C 올리는 데 필요한 에너지
사용 분야	열화학 영양학
단위
기호	cal
단위계	비SI 단위
물리량	열량
SI	4.184 J (정확히, 계량법에 따름)
유래	물 1 g의 온도를 표준 대기압 하에서 1 °C 올리는 열량
어원	라틴어: calor (열)
환산
1 cal	4.184 J (정확히) 3.9656668 × 10^-3 BTU 1.1622222 × 10^-6 kW⋅h
1 kcal (킬로칼로리)	1,000 cal 4,184 J (정확히) 3.968 BTU 1.162 와트시 (W⋅h)
참고	1 kcal = 1 Cal (식품 칼로리)

2. 정의

일반적으로 칼로리는 "물 1그램을 1°C 올리는 데 필요한 열량"으로 알려져 있다. 하지만 물의 비열은 온도에 따라 달라지기 때문에 더 정확한 정의는 "1기압 하에서 14.5°C의 물 1그램을 15.5°C까지 올리는 데 필요한 열량"이다. 1칼로리(cal)는 4.184J(줄)이다.^[24] 물의 비열이 온도에 따라 달라지므로, 몇 도의 물을 기준으로 정의하는지에 따라 다양한 종류의 칼로리가 존재한다.

2. 1. 종류

이름	기호	환산값 (J/cal)	비고
0도 칼로리	cal₀	≈4.219
4도 칼로리	cal₄	≈4.204 5
평균 칼로리	cal_mean	≈4.190 02	NIST 기준
구 국제 증기표 칼로리		≈4.186 84	폐지됨
I.T. 칼로리	cal_IT	4.186 8	정의값, IAPWS 채택^[20]
구 계량법 칼로리		4.186 05	정의값, 폐지됨
15도 칼로리	cal₁₅	≈4.185 80	^[19]
15도 칼로리	cal₁₅	4.185 5	CIPM 1950년 기준, 0.000 5 J 불확실성^[20]
열화학 칼로리	cal_th	4.184	정의값
IUNS 칼로리		4.182	정의값, 국제영양과학연합
20도 칼로리	cal₂₀	≈4.181 90	^[19]

I.T. 칼로리는 '국제 증기표 칼로리'라고도 하며, 1956년 제5회 국제 증기 성질 회의에서 채택되었다.^[20]
물의 비열은 온도에 따라 달라지므로, 몇 도의 물을 기준으로 정의하는지에 따라 여러 종류의 칼로리가 존재한다.
일반적으로 물 1g의 온도를 *t*-0.5°C에서 *t*+0.5°C로 올리는 데 필요한 열량을 ''t''도 칼로리(cal_*t*)라고 한다. (단, 0도 칼로리는 0°C에서 1°C)
15도 칼로리(cal₁₅)는 물 1g의 온도를 14.5°C에서 15.5°C로 올리는 데 필요한 열량이며, 표준 칼로리라고도 한다.
과거에는 실험값에 기반한 다양한 칼로리 정의가 사용되었으나, 현재는 정의가 명확한 줄을 사용한다.
현재 일본에서는 열화학 칼로리(cal_th)를 사용하며, 1 cal_th = 4.184 J로 정의된다.

3. 역사

"칼로리"라는 용어는 calor|열^la에서 유래되었다.^[1] 1819년부터 1824년까지 열량 측정법에 대한 강의에서 니콜라 클레망이 처음으로 칼로리를 소개했는데, 이는 "큰" 칼로리였다. 1841년과 1867년 사이에 프랑스어와 영어 사전에 이 용어가 등재되었다.

1852년, 피에르 앙투안 파브르와 요한 T. 질버만은 "작은" 단위를 나타내는 용어로 같은 용어를 사용했다.

1879년, 마르셀랭 베르텔로는 그램 칼로리와 킬로그램 칼로리를 구분하고, 큰 단위를 위해 대문자 "C"를 사용하여 "칼로리"를 사용할 것을 제안했다. 1887년 윌버 올린 앳워터가 음식의 에너지 함량에 관한 논문에서 이 사용법을 채택했다.

1894년 미국 의사 조셉 하워드 레이먼드는 ''인체 생리학 매뉴얼''에서 작은 단위를 사용했다. 그는 "큰" 단위를 "킬로칼로리"라고 부를 것을 제안했지만, 이 용어는 몇 년 후에야 널리 사용되었다.

작은 칼로리(cal)는 1896년에 이미 존재하던 에너지의 CGS 단위인 에르그와 함께 CGS 단위계의 단위로 인정되었다.

1928년에는 칼로리의 두 가지 주요 정의에서 발생할 수 있는 혼란과 대문자를 사용하여 이를 구별하는 것에 대한 불만이 제기되었다.

줄은 1948년 제9차 국제 도량형 총회에서 공식적으로 채택된 에너지의 SI 단위였다. 칼로리는 SI 팜플렛의 제7판에서 비 SI 단위의 예로 언급되었다.

1824년 프랑스의 니콜라 클레망이 "물 1 kg의 온도를 0 °C|°C^영어에서 1 °C|°C^영어로 올리는 데 필요한 열량"을 칼로리라고 명명했다.^[14] 이 클레망의 칼로리는 현재 칼로리의 정의에서 1000 cal = 1 kcal에 해당한다.

1888년, 영국 과학 협회가 "물 1 '''g'''의 온도를 1 °C|°C^영어 올리는 데 필요한 열량"을 썸(therm|썸^영어)이라고 명명하고, 1896년에 칼로리로 개칭했다.

이러한 역사적 배경이 대칼로리(kg-calorie = 1000 cal)를 의미하거나 소칼로리(g-calorie = 1 cal)를 의미하는 이른바 "칼로리 혼동(Calorie Confusion)"의 기원이다.

4. 영양학

영양학에서 칼로리는 음식의 에너지 함량을 나타내는 데 사용된다. 지방은 1g당 9kcal, 탄수화물과 단백질은 1g당 4kcal, 알코올은 1g당 7kcal를 제공한다.^[5] 대한민국에서는 킬로칼로리(kcal)가 주로 사용되며, "칼로리"라고 표기하는 경우가 많다. 일본의 계량법에서는 칼로리 사용을 영양학 및 생물학에 관한 사항으로 한정하고 있다.

식품 라벨에는 에너지 함량이 킬로줄(kJ)과 킬로칼로리(kcal)로 함께 표시되는 경우가 많다. 유럽 연합에서는 영양 성분표에 에너지가 킬로줄과 킬로칼로리 둘 다 표시되며, 각각 "kJ"와 "kcal"로 약칭된다.^[3] 미국에서는 킬로칼로리("calorie")가 주로 사용되지만, 국제단위계 (SI) 단위인 킬로줄(kJ)이 과학적 맥락에서 사용될 수 있다. 중국에서는 킬로줄만 사용된다.^[4]

식이 요법은 체중 조절, 당뇨병 및 비만과 같은 질병 예방 및 치료를 위해 칼로리 섭취를 조절하는 방법이다.^[6] 하루 에너지 필요량은 신체 활동 수준에 따라 기초대사량의 1.5~2배 정도이다.

4. 1. 하루 필요 섭취 칼로리

사람의 하루 권장 섭취 열량은 표준 몸무게를 기준으로 할 때, 여러 전문가들은 다음의 칼로리(Kcal)량을 제안한다.^[25]^[26]

육체 활동 수준	하루 필요 섭취 칼로리 (표준 몸무게 기준)
육체 활동이 낮음	표준 몸무게(kg) × 25 ~ 30
육체 활동이 보통	표준 몸무게(kg) × 30 ~ 35
육체 활동이 높음	표준 몸무게(kg) × 35 ~ 40

WHO는 자신의 표준 몸무게를 BMI(체질량 지수)로 산정하는 것을 권장한다.

키가 t 미터, 체중이 w 킬로그램일 때, BMI는 다음과 같다.

::

\mathrm{BMI} = {w \over t^2}

정상적인 BMI 범주는 18.5~24.9이다.

BMI를 21로 설정하고 키가 165cm인 경우 표준 몸무게는 다음과 같이 계산할 수 있다.

::

21 \times 1.65^2 = w

::

w = 57.1725kg

DSM-5에서는 BMI 17.5 이하를 임상적 심리적 조건 중 하나로 간주할 수 있다.

5. 인체와 칼로리

인체의 지방 조직은 87%가 지질이며, 1kg의 지방 조직은 대략 870g의 순수한 지방으로 이루어져 있어 약 7800kcal에 해당한다. 지방 조직 1kg을 없애려면 7800kcal를 소모해야 한다. 하지만 인체는 에너지를 100% 활용할 수 없으므로 실제로는 지방 조직 1kg이 가진 에너지의 1/3 이하만 소모해도 체중은 1kg 이상 감소한다.^[5]

6. 한국의 법적 정의

한국의 계량법에서는 열량의 단위로 줄(J), 와트 초(Ws), 와트시(Wh)를 사용한다.^[9] 칼로리는 "사람 또는 동물이 섭취하는 물건의 열량 또는 사람 또는 동물이 대사에 의해 소비하는 열량의 계량"에 한정하여 사용할 수 있다.^[10] 1 cal = 4.184 J (열화학 칼로리)^[11]이며, 킬로칼로리(kcal), 메가칼로리(Mcal), 기가칼로리(Gcal)도 사용 가능하다.

7. 기타

영양학 분야에서는 킬로칼로리(kcal = 1000 cal)가 자주 사용된다. 큰 열량을 나타낼 때에는 메가칼로리(Mcal = 10⁶ cal)나 기가칼로리(Gcal = 10⁹ cal)도 드물게 사용된다.

10⁶ 칼로리(15도 칼로리)를 '''테르미''' 또는 '''서미'''(thermie|테르미^프랑스어, 기호: th)라고 한다. 1 th = 1000000 cal₁₅ ≒ 4.1855 MJ이다. 원래는 1 t의 물에 대해 정의된, MTS 단위계의 단위이다.

10⁹ 칼로리(열화학 칼로리^[19])를 1TNT톤이라고 하며, 핵무기 등의 에너지에 사용된다. 1 tTNT = 10⁹ cal_th = 4.184 GJ이다.

참조

_[1] 백과사전 Calorie. https://www.merriam-[...] 2024-03-20
_[2] 학술지 Changes to the Nutrition Facts Label https://www.fda.gov/[...] 2022-03-07
_[3] 웹사이트 EU Regulation No 1169/2011 of the European Parliament and of the Council of 25 October 2011 on the provision of food information to consumers https://eur-lex.euro[...] 2022-04-18
_[4] 웹사이트 China, General Rules for Nutrition Labeling of Prepackaged Foods https://apps.fas.usd[...] 2013
_[5] 웹사이트 Calories - Fat, Protein, Carbohydrates, Alcohol. Calories per gram http://www.nutristra[...]
_[6] 학술지 Diet in the management of weight loss 2006-01-03
_[7] 문서 "[https://laws.e-gov.go.jp/law/404CO0000000357_20190520_501CO0000000006&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E5%8D%98%E4%BD%8D%E4%BB%A4 計量単位令] 別表第6、項番13" https://laws.e-gov.g[...]
_[8] 서적 平凡社大百科事典　第3巻（カウ-キス）、p.827、「カロリー」、執筆者は高田誠二
_[9] 문서 "[https://laws.e-gov.go.jp/law/404AC0000000051&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E6%B3%95 計量法] 別表第1、「熱量」の欄" https://laws.e-gov.g[...]
_[10] 문서 計量単位令第5条、[https://laws.e-gov.go.jp/law/404CO0000000357&openerCode=1#82 別表第6 項番13] https://laws.e-gov.g[...]
_[11] 서적 平凡社大百科事典　第3巻（カウ-キス）、p.827、「カロリー」、熱化学カロリー（{{math|cal{{sub|th}}}} ）は、4.184 J と評価される。（執筆者は高田誠二）
_[12] 웹사이트 calorie https://goldbook.iup[...] IUPAC, Gold Book
_[13] 웹사이트 THE ADOPTION OF JOULES AS UNITS OF ENERGY http://www.fao.org/3[...] FAO
_[14] 학술지 Does the history of food energy units suggest a solution to "Calorie confusion"? https://www.ncbi.nlm[...] Nutrition Journal 2007
_[15] 웹사이트 日本食品標準成分表2015年版（七訂） https://www.mext.go.[...]
_[16] 문서 日本食品標準成分表2015年版（七訂）第1章説明 https://www.mext.go.[...]
_[17] 문서 第 9 回 CGPM, 1948 年決議　3 https://unit.aist.go[...] ＳＩ文書第 9 版 (2019) 国際単位系（SI）日本語版
_[18] 문서 日本工業規格JIS Z8202-4:2000(ISO 31-4:1992) 量及び単位−第4部：熱 http://kikakurui.com[...]
_[19] 웹사이트 NIST Guide for SI: Factors for Units Listed Alphabetically http://physics.nist.[...]
_[20] 문서 日本工業規格JIS Z8202-4:2000(ISO 31-4:1992) 量及び単位−第4部：熱 http://kikakurui.com[...]
_[21] 웹사이트 世界食料機関 (FAO)「The Adoption of Joules as Units of Energy」 http://www.fao.org/d[...]
_[22] 웹사이트 CJK Compatibility https://www.unicode.[...] 2015
_[23] 웹사이트 The Unicode Standard, Version 8.0.0 http://www.unicode.o[...] The Unicode Consortium 2015
_[24] 간행물 International Standard ISO 80000-5:2019 국제 표준화 기구 2019
_[25] 참고자료 삼성병원 임상영양팀 , 내 몸 바로 알기- 체중을 줄이고 싶은데, 얼마만큼 먹어야 할까요? http://www.samsungho[...]
_[26] 참고자료 대한당뇨병학회-하루필요열량알아보기 https://www.diabetes[...]

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