음식 칼로리 측정 방법 및 그 중요성

품질 관리 분야에서 근본적인 질문이 있습니다. 영양 성분표에 표시된 칼로리는 실제로 어떻게 결정되는 것일까요? 이 과정은 임의적이지 않으며, 이 가이드에서는 식품 칼로리 측정 방법을 설명합니다.

모든 식음료 회사에 있어 이러한 측정은 단순한 기술적 측면을 넘어, 규제 준수부터 소비자 신뢰에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치는 중요한 데이터입니다. 이 글에서는 전체 프로세스를 간략하게 살펴보겠습니다.

음식 칼로리 측정의 핵심 과학

음식 칼로리는 단순히 저장된 에너지의 단위입니다.

영양성분표에 표시된 "칼로리"(대문자 C)는 기술적으로는 킬로칼로리(kcal)이며, 1,000과학 칼로리에 해당하며, 1그램의 물을 1°C 높이는 데 필요한 에너지입니다.

전체 측정 과정의 목적은 음식의 칼로리를 측정하는 장치를 사용하여 식품 샘플에 얼마나 많은 에너지가 저장되어 있는지 정확히 알아내는 것입니다. 이를 위한 주요 장비는 폭탄 열량계인데, 이 이름은 그 중심에 있는 두꺼운 벽의 강철 용기, 즉 "폭탄"에서 유래했습니다.

운영 절차는 직접적이고 체계적인 과정입니다.

• 준비 : 측정된 음식 샘플을 강철 "폭탄" 안에 넣습니다.
• 가압력 : 폭탄은 순수 산소로 밀봉되고 가압되어 샘플의 마지막 입자까지 모두 연소됩니다. 완전 연소가 매우 중요합니다. 연소되지 않은 물질은 에너지를 측정할 수 없음을 의미합니다.
• 잠수: 밀봉된 폭탄은 정밀하게 측정된 양의 물에 잠깁니다. 전체 시스템은 단열되어 있어 이 물이 완벽한 열 흡수 매체 역할을 하여 연소 과정에서 방출되는 모든 에너지를 포집합니다.
• 점화 및 측정: 전기 스파크가 연소를 시작합니다. 예를 들어 고지방 땅콩과 같은 음식이 연소되면 저장된 에너지가 열로 방출됩니다. 이 열은 주변 물로 전달되어 물의 온도를 상승시킵니다. 델타 T(ΔT)라고 하는 이 온도 변화를 추적하여 높은 정확도로 직접 계산합니다. 이 온도 변화를 열량계 시스템의 알려진 열용량을 사용하여 공식에 대입하면 줄(J) 또는 칼로리(cal) 단위의 정확한 에너지 결과가 나옵니다.

Atwater 시스템과 폭탄 열량계와의 연결

영상

폭탄 열량계는 식품의 총 화학 에너지, 즉 "총 에너지"를 정확하게 측정합니다. 하지만 이것이 식품의 칼로리를 라벨에 표시하는 방법의 전부는 아닙니다. 우리 몸은 그 모든 에너지를 흡수할 수 없기 때문입니다. 바로 이 부분에서 애트워터 시스템이 중요한 역할을 하며, 애트워터 시스템과 폭탄 열량계 간의 관계는 매우 중요합니다.

유명한 애트워터 계수는 단순한 추정치가 아니었습니다. 폭탄 열량계를 기초 도구로 사용한 꼼꼼한 실험을 통해 개발되었습니다. 연구자들은 폭탄 열량계를 사용하여 특정 식품의 총 에너지를 측정했습니다.

그런 다음 그들은 섭취량 연구를 수행하고, 미사용 에너지가 포함된 인간의 배설물을 수거하여 폭탄 열량계로 태웠습니다. 음식의 총 에너지에서 배설물의 에너지를 빼면 신체가 실제로 흡수한 평균 에너지를 알아낼 수 있었습니다.

수많은 실험 끝에, 이 연구는 각 거대 영양소에 특정 값을 부여하여 "대사 가능 에너지"를 추정하는 계산 방법인 애트워터 시스템을 개발했습니다. 가상의 에너지 바를 통해 이를 실제로 적용해 보겠습니다. 분석 결과, 실험실에서 100g 에너지 바에 다음과 같은 성분이 포함되어 있음을 발견했습니다.

• 단백질: 20 그램
• 탄수화물 : 40g (소화불가섬유 10g 포함)
• 지방: 15 그램
   

Atwater 시스템을 사용하면 계산은 다음과 같습니다.

• 단백질: 20g x 4kcal/g = 80칼로리
• 탄수화물 : (총 40g - 섬유질 10g) = 30g x 4kcal/g = 120칼로리
• 지방: 15g x 9kcal/g = 135칼로리
• 라벨에 표시된 총 칼로리: 80 + 120 + 135 = 335칼로리.

따라서 애트워터 시스템이 영양성분표의 표준 계산법이지만, 폭탄 열량계의 데이터를 기반으로 구축되고 검증된 단축법일 뿐입니다. 

오늘날에도 열량계는 여전히 새로운 재료의 에너지 함량을 확인하고 품질을 관리하는 데 필수적이며, 식품의 총 잠재 에너지에 대한 "기본적인 사실"을 제공합니다.

정확한 측정의 중요한 비즈니스 기능

음식 칼로리를 측정하는 방법의 정확성에 대한 압력은 과거 어느 때보다 더 강렬해졌습니다.

오늘날 소비자들은 케토나 팔레오 같은 식단에 맞춰 라벨을 꼼꼼히 읽고 정보에 대한 지식이 풍부합니다. 그들은 투명성을 요구하는 더 광범위한 "클린 라벨" 운동에 동참하고 있습니다.

이러한 사람들에게 영양 성분표는 브랜드 스토리의 핵심입니다. 지속적으로 정확한 데이터를 제공하는 브랜드는 그들의 충성도를 얻습니다.

이러한 강력한 소비자 중심성은 정밀 측정이 품질 관리 및 규정 준수에 있어 반드시 필요한 요소임을 직접적으로 보여줍니다. 이러한 기대치를 충족하지 못하면 다음과 같은 심각한 비즈니스 리스크로 이어질 수 있습니다.

• 브랜드 손상: '저칼로리'라고 광고하면서 라벨에 부정확한 내용을 적으면 하룻밤 사이에 신뢰도가 떨어질 수 있습니다.
• 비용이 많이 드는 리콜: 잘못 표시된 제품은 비용이 많이 들고 물류적으로 복잡한 제품 리콜을 유발할 수 있습니다.
• 낭비된 R&D 리소스: 잘못된 데이터를 기반으로 한 새로운 제품 공식화는 시간과 재료의 낭비로 이어질 수 있습니다.
• 운영상의 병목 현상: 음식의 칼로리를 측정하는 느리거나 신뢰할 수 없는 장치는 전체 생산 워크플로를 방해할 수 있습니다.
   

음식의 칼로리를 측정하는 장치 선택

저희 전문가의 의견에 따르면, 칼로리 측정기 선택은 검사실에서 내리는 가장 중요한 결정 중 하나입니다. 여러 옵션을 평가할 때, 다음 세 가지 측면에 가장 주의를 기울여야 한다고 생각합니다.

공식 표준 준수

이것이 시작점입니다. 고려하는 모든 장비는 ASTM D5865 또는 ISO 1928과 같은 국제 표준을 준수해야 합니다. 이는 정확할 뿐만 아니라 법적으로 방어 가능한 결과를 도출하는 데 필요한 기반을 제공합니다.

자동화의 가치

처리량이 많은 실험실의 경우 자동화가 필수적입니다. 이것이 바로 QualiBC 시리즈 다양한 솔루션을 제공합니다. 자동화는 시간이 많이 소요되는 수동 작업을 없애고 인건비와 인적 오류 발생 가능성을 직접적으로 줄여줍니다.

예를 들어, 일주일에 수십 개의 샘플을 처리하는 대학 연구실에서는 반자동을 찾을 수 있습니다. 퀄리BC-3200 정밀성과 비용 효율성의 완벽한 균형을 제공합니다. 

이와 대조적으로, 24시간 내내 모든 배치에 대한 품질 관리를 수행해야 하는 대규모 식품 생산 공장은 완전 자동화를 통해 투자 대비 확실한 수익을 얻을 수 있습니다. 퀄리BC-1200이를 통해 작업자의 시간을 최소화하고 처리량을 극대화할 수 있습니다.

미래 응용 프로그램 계획

저희는 항상 고객 여러분께 기계의 잠재력을 최대한 고려해 보시기를 권장합니다. 바이오 연료와 같은 다른 재료의 에너지 가치도 측정할 수 있는 장치는 초기 투자 대비 훨씬 높은 수익을 제공합니다.

정확도 유지에 대한 참고 사항: 교정 프로세스

음식의 칼로리를 측정하는 고품질 장치는 정확성의 기반을 제공하지만, 이를 유지하려면 정기적인 검증이 필요합니다. 

열량계는 일반적으로 벤조산과 같이 알려진 인증된 에너지 값을 가진 물질을 사용하여 정기적으로 검사합니다. 실험실에서는 기기의 측정값이 알려진 값과 일치하는지 확인함으로써 기기가 제대로 작동하는지 확인할 수 있습니다. 

예를 들어, 벤조산 표준의 인증 값이 26.45MJ/kg이고 기계가 지속적으로 25.91MJ/kg을 읽는다면 기술자는 더 이상 제품 샘플을 실행하기 전에 해결해야 할 문제가 있다는 것을 알게 됩니다. 

QualiBC 시리즈의 모든 모델에 필수적인 이 중요한 절차는 품질 관리 퍼즐의 마지막 조각입니다.

Qualitest: 칼로리 측정을 위한 솔루션

At Qualitest우리는 이러한 운영상의 과제에 대해 깊이 이해합니다. 

우리가 논의했듯이, 우리의 QualiBC 시리즈 폭탄 열량계 이러한 요구에 직접적인 해답을 제공하기 위해 특별히 설계되었습니다. QualiBC-1000, QualiBC-1200, QualiBC-1500, QualiBC-3200과 같은 다양한 모델을 제공함으로써, 실험실에서는 특정 작업량과 재정 상황에 완벽하게 맞는 장비를 선택할 수 있도록 보장합니다.

칼로리 측정에 필요한 견고하고 경제적인 솔루션을 찾고 계시다면 저희 장비를 확인해 보세요. 저희 팀이 고객님의 업무에 가장 적합한 기기를 찾으실 수 있도록 도와드리겠습니다. 오늘 저희에게 연락해 전문적인 상담과 견적을 받아보세요.