칼로리에 대한 올바른 지식

최근에는 저칼로리나 제로 칼로리 식품이라는 말을 자주 듣게 된다. 이러한 식품이 눈길을 끄는 데서 알 수 있듯이 요즘은 칼로리라는 말에 민감한 사람이 많을 것이다. 성인은 전혀 운동하지 않아도 하루에 약 1100~1500kcal가 필요하다고 한다. 도대체 칼로리란 무엇을 말하는 것일까? 흔히 무심하게 듣고 지나치는 칼로리에 대하여 알아보자.

요즘은 옛날에 비해 전반적으로 음식을 많이 섭취하는 환경이 되었다. 그러나 살이 찌는 것이 부담스러워지고 칼로리가 마음에 걸려 식욕이 별로 생기지 않는다고 생각하는 사람도 있을지 모른다. 지금은 각종 음식이나 재료에도 칼로리가 기재되는 시대가 되었다. 회식이나 다른 행사에 참여하면서 식사량이 많아지면 칼로리를 걱정하면서 모처럼의 요리도 마음대로 먹지 못한다고 생각하는 사람도 많을 것이다. 그런데 별생각 없이 쓰고 있는 칼로리가 과연 무엇을 의미하는지 정확히 모르는 사람도 있지 않을까? 본래 칼로리란 에너지의 양을 나타내기 위해 쓰이는 말이다. 에너지라면 흔히 에어컨 등의 가전제품이나 에너지 절약 등의 말을 떠올리게 된다. 우리는 생활 속의 다양한 곳에서 에너지를 이용하고 있다. 예컨대 불을 서서 물을 끓일 때는 불이 가진 에너지를 이용한다. 자동차를 움직이려면 연료인 휘발유 등이 가진 에너지를 이용한다. 그리고 우리 자기 몸을 움직이는데도 에너지가 필요하다. 우리는 그 에너지를 음식물에서 얻는다. 음식물이 가진 에너지의 양을 나타내는 단위의 하나가 칼로리이다. 칼로리는 물리학에서 에너지의 양을 나타내기 위해 쓰는 단위이다.  

식품의 칼로리는 태워서 측정한다.
우리 자기 몸을 움직이는 에너지의 원천은 식품이다. 그러면 식품에는 어느 정도의 에너지가 있을까?
식품이 가지고 있는 에너지는 그 식품을 태움으로써 알 수 있다. 식품을 특수한 용기에 넣고 그 용기를 일정량의 물속에 넣어 둔다. 용기 안을 산소로 채우고 식품을 순식간에 태운다. 그러면 그 열로 용기 박의 물이 데워진다. 이때 물의 온도가 어느 정도 상승했는가를 측정함으로써 그 식품이 가지고 있는 에너지의 양, 결국 칼로리를 구할 수 있다. 식품에 포함된 주요한 에너지 원천은 당질, 지질, 단백질인데 이들을 3대 영양소라고 한다. 즉 식품에 표시되는 칼로리는 사람이 그 식품을 취할 수 있는 에너지의 양을 표시한다.
태웠을 때 열에너지가 발생해도 사람이 전혀 소화를 시키지 않으면 식품으로서의 칼로리는 0이 된다. 예를 들어 종이는 태우면 열에너지를 낸다. 그러나 사람이 종이를 먹어도 소화는 되지 않으므로 식품으로서의 칼로리는 0이다.
저칼로리의 대표적인 식품으로 곤약이 있는데 곤약은 97%가 수분이고 나머지의 대부분은 식이 섬유로 되어 있다. 식이 섬유란 식품에 포함된 몸속에서 잘 소화되지 않는 성분의 총칭이다. 몸에 흡수되기 어려우므로, 당연히 사람이 에너지원이 되기 어렵다. 즉 칼로리가 낮은 셈이다. 최근에는 저칼로리 식품이 인기를 끌고 있다. 나아가 저칼로리는 물론 제로 칼로리라는 말까지 나왔다. 콜라와 같은 단 음료수에는 보통 당분이 많이 들어 있다. 당질은 1g당 약 4kcal의 에너지가 되는데 제로 칼로리의 콜라는 어떻게 제로 칼로리가 될까?
실은 제로 칼로리라고 해도 완전히 제로가 아닌 경우도 많다고 한다. 한국의 식품위생법에서는 식품 100mL당 4kcal 미만일 때 제로 칼로리라고 표시하는 것을 허용하고 있다. 따라서 제로 칼로리나 non 칼로리로 표시되어 있어도 대게의 경우 완전히 제로 칼로리가 아닌 경우가 많다. 한편 식품 100g당 40kcal 미만 또는 식품 100mL당 20kcal 미만일 때 저칼로리라고 표시하는 것을 허용한다.
일본의 경우에는 건강 유지 증진에 관한 법률에서 100g당 5kcal 이하의 경우는 제로로 표기하는 것을 허용하고 있다. 한편 식품 100g당 40kcal 미만 또는 음료 100mL당 20kcal 미만의 경우에는 저칼로리 등으로 표시해도 된다. 
제로 칼로리의 콜라는 칼로리가 완전히 제로는 아니지만 아주 낮은 것은 사실이다. 그러면 어떻게 제로 칼로리가 나올 수 있을까? 그 답은 제로 칼로리의 콜라가 보통 설탕이 아니라 인공 감미료를 사용하는 데 있다. 인공 감미료는 몸에 흡수되어도 에너지로 이용되지 않고 몸 바깥으로 배출되거나 적은 양이라 해도 충분히 단맛을 가지고 있다. 그래서 칼로리를 아주 낮게 억제할 수 있다.

 

소비 칼로리의 60%는 기초 대사량
원래 사람은 몸을 움직이지 않아도 에너지를 쓰고 있다. 무엇을 생각하는 데도 에너지가 필요하다. 그 밖에 혈액을 만들거나 머리나 손톱을 키우거나 뼈나 피부를 늘 다시 만드는 신진대사에도 에너지가 쓰인다. 몸을 움직이지 않고 안정되어 있을 때 최저로 필요한 에너지를 기초 대사량이라고 한다. 기초 대사량은 평균해서 하루에 사람이 필요로 하는 총에너지의 약 60% 정도이다. 기초 대사량은 기본적으로 제충과 비례하며 같은 제충이라도 기초 대사량의 많고 적음에는 개인차가 있다.
우리는 생명을 유지하는 일 그 자체에도 에너지를 쓰고 있다.

음식물에서부터 ATP라는 에너지원이 나오는 구조
사람은 음식물에서 어떻게 에너지를 얻고 있을까? 당연히 몸속에서 식품에 불을 붙여 태우는 것은 아니다. 하나의 예로 밥을 먹었을 때 몸속에서 어떻게 에너지를 얻는지를 알아보자.
쌀의 주성분은 탄수화물이다. 당질은 밥 외에도 빵이나 감자 등에 많이 들어 있다. 당질은 침이나 장액 등의 소화액에 의해 포도당이라는 단순한 분자가 되어 소장에서 흡수된다. 흡수된 포도당은 일단 간으로 보내져 거기에서 혈관을 통해 온몸의 세포로 보내진다. 
세포에 들어간 포도당은 거기에서 다시 분해가 진행된다. 그리고 분해된 물질은 세포 안의 소기관 미토콘드리아에 들어간다. 미토콘드리아야말로 몸속에 있는 에너지 생산 공장이다. 미토콘드리아에서는 ATP라는 분자가 만들어진다. 몸속에서 쓰이는 에너지는 ATP에 의해 저장된다.
ATP는 사람뿐만 아니라 생물 전체에서 에너지의 통화 라고 불린다. ATP가 가지고 있는 에너지는 ADP(아데노신 2 인산)라는 분자로 바뀌는 과정에서 방출된다. 그 에너지가 생명 유지나 운동할 때 쓰이는 것이다.

 

그러면 ATP는 어떻게 에너지가 저장될까?
ATP의 분자에는 인산이라불리는 물질이 셋씩 이어진 부분이 있다. 에너지가 많이 저장된 것은 인산의 결합 부분이다. 인산 부분은 흩어져 있을 때는 음전기를 띤다. 음전기, 즉 같은 전기를 띤 것끼리는 자석의 같은 극처럼 서로 반발한다. 결국 ATP의 인산 부분은 원래 서로 반발하는 것끼리 무리하게 붙어 있는 것과 같다.
그와 같은 결합을 만들기 위해서는 에너지가 필요하다. 요컨대 이 부분에는 결합했을 때의 에너지가 저장되어 있고, 결합이 끊어지면 그 에너지가 해방된다. 이론적으로는 포도당1 분자에서 38개의 ATP가 만들어진다. 이리하여 사람이 먹은 밥에서 최종적으로 ATP라는 에너지원이 나오는 것이다. 
당질과 지질, 단백질에서 1g당 칼로리가 달라진다는 것은 결국 만들어지는 ATP의 수가 달라진다는 뜻이다. ATP가 만들어질 때까지의 경로는 각각의 물질마다 다르다.
지질의 경우는 다음과 같은 경로를 거친다. 소화액에 의해 분해되고 소장에서 흡수된 지질은 몸속에서 지방이 되어 피하 지방 등의 지방 조직에 우선 저장된다. 그리고 필요에 따라 다시 분해되어, 혈액을 온몸의 세포로 운반된다. 지질에서 에너지원이 되는 주역은 지방산이다. 지방산은 탄소가 길게 이어진 사술과 같은 모양을 하고 있다. 세포에 들어간 지방산은 다시
미토콘드리아에 들어가 탄소의 사슬이 차례로 끊어진다. 끊어진 다음에는 더욱 작게 분해되고 최종적으로 ATP가 만들어진다. 이 과정에서 1분자의 팔미트산에서 얻는 ATP의 수는 129개가 된다. 지방은 하나의 분자에 많은 에너지가 저장되는 것이다. 

지방은 간결하게 에너지를 저장하고 쓰이지 않는 지방은 몸속에 쌓인다.
칼로리의 과섭취는 소비하는 에너지보다 음식물의 에너지를 많이 섭취하는 것을 말한다. 사람의 몸은 언제나 필요량을 웃도는 양의 에너지를 저장하려는 성질이 있다. 여분의 에너지는 지방의 형태로 몸속에 저장된다. 그리고 음식물을 먹지 못할 때를 대비한다. 생물이 마지막에 에너지로 이용하는 것은 ATP이므로 처음부터 ATP로 에너지를 저장하는 것이 좋지 않을까? 하고 느낀 사람도 있을지 모른다. 그러나 ATP는 1g으로 약 0.014kcal의 에너지밖에 되지 않는다. ATP로 지방과 같은 양의 에너지를 저장하기 위해서는 지방의 650배 이상의 무게가 되어야 한다. 지방이 얼마나 효율적으로 에너지를 저장하는지 잘 알 수 있다. 지방은 간결하게 에너지를 저장할 수 있지만, 저장된 양만큼 쓰지 않는다면 역시 결과적으로는 몸무게가 늘어난다. 현대의 선진국에서는 식사할 수 없어서 기아 상태가 되는 상황은 거의 없다. 소비 에너지 이상으로 먹으면 점차 에너지가 축적되기 때문에 비만이 된다. 식사할 때 마음에 걸리는 칼로리. 그러나 그 정체나 소비의 메커니즘을 알고 있으면 지나치게 걱정할 일은 없을 것이다. 음식과 관련해서 가장 좋은 일은 우리가 흔히 듣는 여러 가지 으믹을골고루 먹으면서 적당한 운동을 꾸준히 하는 것이다, 골고루 영양소를 섭취하고 운동을 통해 적절히 에너지를 소비하는 일이다.