탄수화물 4, 단백질 4, 지방 9 — 이 숫자는 어디서 왔나

영양성분표를 보고 직접 칼로리를 계산할 때 쓰는 숫자가 있습니다. 탄수화물 1g은 4kcal, 단백질 1g은 4kcal, 지방 1g은 9kcal. 이 세 숫자만 알면 대부분의 식품 열량을 어림할 수 있습니다.

그런데 라벨의 총 열량과 직접 더한 값이 딱 맞아떨어지지 않는 경우가 자주 있습니다. 알코올이나 식이섬유, 당알코올처럼 다른 계수를 쓰는 성분이 섞여 있기 때문입니다.

이 글에서는 4·4·9라는 숫자의 출처와, 여기에 포함되지 않는 성분들의 계수, 그리고 계산이 어긋날 때 확인할 지점을 정리합니다.

애트워터 계수라고 부르는 이유

20세기 초 미국의 윌버 애트워터가 식품의 에너지를 실험으로 측정하고, 소화·흡수되지 않는 몫을 빼서 정리한 값이 지금의 계수입니다. 식품을 태워서 나온 열량에서 대변으로 빠지는 몫과 소변으로 배출되는 질소 화합물의 몫을 제외한 실제로 쓸 수 있는 에너지를 기준으로 삼았습니다.

국제식량농업기구(FAO)가 이 체계를 문서로 정리해 두었고, 각국의 식품 표시 기준도 이 방식을 따릅니다. 성분별 계수를 그림 한 장으로 정리하면 이렇습니다.

성분별 계수 정리

성분	계수	메모
탄수화물	4kcal/g	당류와 전분 포함
단백질	4kcal/g	질소 배출분을 뺀 값
지방	9kcal/g	같은 무게에서 가장 큼
알코올	7kcal/g	술의 열량에 포함됨
식이섬유	약 2kcal/g	일부만 에너지로 쓰임
당알코올	약 2~3kcal/g	자일리톨·말티톨 등 종류마다 다름

계산 예시

탄수화물 60g, 단백질 25g, 지방 12g이 든 도시락이라면 (60 × 4) + (25 × 4) + (12 × 9) = 240 + 100 + 108 = 448kcal입니다.

여기에 식이섬유 8g이 탄수화물 안에 포함되어 있었다면, 그 8g은 4kcal이 아니라 약 2kcal로 계산되므로 실제 표시값은 16kcal 정도 낮게 나올 수 있습니다.

술의 열량이 높게 느껴지는 이유

알코올은 1g당 7kcal로 지방 다음으로 높습니다. 도수 17%인 소주 한 병(360ml)이라면 순수 알코올은 약 49g이고, 여기에서만 340kcal 안팎이 나옵니다. 안주까지 더하면 한 끼 식사 이상이 되는 경우가 많습니다.

연소열에서 4·4·9·7이 나오기까지의 계산

본문의 계수가 어떤 숫자에서 출발했는지, FAO 식품 에너지 보고서(2003)와 USDA 농업편람 74(1973)에 실린 애트워터의 원래 값으로 한 단계씩 되짚었습니다. 출발점은 식품을 태워 잰 연소열이고, 여기서 대변으로 빠지는 몫(소화흡수율)과 단백질의 소변 손실(1g당 1.25kcal)을 뺀 값이 지금의 계수입니다.

성분	연소열(kcal/g)	손실 보정	계산	결과 → 계수
단백질	5.65	소변 손실 1.25를 뺀 뒤 소화흡수율 92%	(5.65 − 1.25) × 0.92	약 4.05 → 4
지방	9.40	소화흡수율 95%	9.40 × 0.95	약 8.93 → 9
탄수화물	약 4.1(포도당 3.75·설탕 3.95·전분 4.2를 섞은 평균)	소화흡수율 97~98%	4.1 × 0.97 ~ 4.1 × 0.98	약 3.98~4.02 → 4
알코올	약 7.1	호흡·소변으로 약 2% 배출	7.1 × 0.98	약 6.96 → 7

반올림 전 값으로 하루치를 다시 더하면 계수를 반올림한 영향이 얼마인지 보입니다. 가상의 예로 탄수화물 250g·단백질 75g·지방 65g을 먹은 날은 4·4·9로 1,000 + 300 + 585 = 1,885kcal이고, 3.98·4.05·8.93으로는 995 + 303.75 + 580.45 ≈ 1,879kcal입니다. 차이는 약 6kcal, 전체의 0.3%입니다. 계수를 반올림한 것은 라벨과 계산이 어긋나는 이유로는 너무 작고, 실제 원인은 다음 표의 항목에 있습니다.

라벨과 계산이 10kcal 넘게 다를 때 확인 순서

식약처 식품등의 표시기준(현행 고시)이 정한 성분별 계수(식이섬유 2·당알코올 2.4·에리스리톨 0·유기산 3·알코올 7kcal/g)와 반올림 규칙(열량은 5kcal 단위, 탄수화물·단백질·지방은 1g 단위)을 기준으로, 차이가 생기는 자리를 확인하기 쉬운 순서로 늘어놓았습니다. 위에서부터 내려가며 내 라벨에 해당하는 줄에서 멈추면 됩니다.

순서	라벨에서 볼 것	할 일	차이 크기(계산)
1	차이가 총 열량의 5% 안(200kcal 제품이면 10kcal)	그대로 둡니다	g 반올림 최대 0.5 × (4 + 4 + 9) = 8.5kcal에 열량 반올림 2.5kcal를 더한 약 11kcal까지는 표시 규칙만으로도 생길 수 있습니다
2	탄수화물 아래 식이섬유 g이 따로 있음	식이섬유 g × 2kcal를 뺍니다	하루치로 보면 식이섬유 충분섭취량 20~30g(한국인 영양소 섭취기준 2020, 19~64세 여·남)을 4로 셌을 때 20 × 2 = 40kcal ~ 30 × 2 = 60kcal 과대 계산
3	당알코올 g이 따로 있음	당알코올 g × 1.6kcal를 뺍니다. 에리스리톨이면 g × 4 전부를 뺍니다	당알코올 15g → 15 × (4 − 2.4) = 24kcal, 에리스리톨 15g → 15 × 4 = 60kcal
4	유기산(식초 음료·발효 제품)이 적혀 있음	유기산 g × 3kcal를 더합니다	유기산 5g → 5 × 3 = 15kcal
5	알코올이 있음	알코올 g × 7kcal를 더합니다(본문의 소주 예와 같은 방식)	알코올 10g → 10 × 7 = 70kcal
6	위 항목을 빼고도 5%를 넘게 다름	1회 제공량과 총 내용량, 조리 전·후 기준을 다시 봅니다	계수가 아니라 기준량이 다른 경우가 대부분입니다(영양성분표 읽는 법 글에서 다룬 내용)

가상의 예로 한 번에 확인해 보면 이렇습니다. 탄수화물 30g(식이섬유 6g·당알코올 10g 포함), 단백질 10g, 지방 5g인 제품을 4·4·9로만 더하면 120 + 40 + 45 = 205kcal입니다. 표시기준 계수로 다시 계산하면 나머지 탄수화물 14g × 4 = 56, 식이섬유 6 × 2 = 12, 당알코올 10 × 2.4 = 24, 단백질 40, 지방 45로 합계 177kcal이고, 5kcal 단위로 반올림하면 175kcal로 적힙니다. 30kcal(약 15%) 차이가 전부 규칙 안에서 나온 셈입니다. 성분값은 제품과 조리법에 따라 다르므로, 계산은 손에 든 라벨의 숫자로 하시면 됩니다.

애트워터 계수에서 헷갈리는 세 가지

제로 음료의 0kcal은 계수와 무슨 관계인가요?

대체 감미료는 아주 적은 양으로 단맛을 내기 때문에 총 열량이 표시 기준 미만으로 떨어져 0으로 적히는 경우가 많습니다. 성분 자체의 계수가 0이라는 뜻은 아닙니다.

식이섬유를 빼고 계산하는 게 맞나요?

국내 표시 기준에서는 탄수화물에 식이섬유가 포함되지만, 열량 계산 시 계수를 다르게 적용합니다. 라벨의 총 열량을 기준으로 삼는 편이 간단합니다.

단백질을 많이 먹으면 계수가 달라지나요?

계수는 그대로입니다. 다만 소화 과정에서 쓰이는 열량(식이성 발열효과)이 커서 실제 흡수되는 순 에너지는 조금 낮아집니다.

4·4·9 계수 한눈에 정리

• 4·4·9는 실험으로 측정한 값에서 흡수되지 않는 몫을 뺀 애트워터 계수입니다.
• 알코올 7, 식이섬유 약 2, 당알코올 약 2~3처럼 다른 계수를 쓰는 성분이 있습니다.
• 직접 더한 값과 라벨 값이 다르면 대개 이 성분들과 반올림 때문입니다.
• 간단히 관리하려면 라벨의 총 열량을 기준으로 삼는 편이 낫습니다.

참고 자료: FAO 식품 에너지 환산 보고서, USDA FoodData Central

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※ 이 글은 식품 에너지 환산에 관한 일반 정보이며, 의학적 진단이나 치료를 대신하지 않습니다. 질환이 있거나 약을 복용 중이라면 식단을 바꾸기 전에 의사 또는 영양사와 상담하시기 바랍니다.