カロリー

カロリーは、熱量説に由来するエネルギーの単位です。^{[1] [2]}大カロリー、食品カロリー、食事カロリー、またはキログラムカロリーは、 1リットルの水の温度を1 ℃（または1ケルビン）上げるために必要な熱量として定義されます。 ^{[1] [3]}小カロリーまたはグラムカロリーは、 1ミリリットルの水で同じ温度上昇を引き起こすために必要な熱量として定義されます。^{[3] [4] [5] [1]}したがって、1大カロリーは1000小カロリーに相当します。

栄養学と食品科学において、カロリーという用語と記号calは、世界のさまざまな地域で大きな単位または小さな単位を指すことがあります。これは通常、出版物やパッケージラベルで、食品の1食分または重量あたりのエネルギー値、推奨される食事カロリー摂取量、^{[6] [7]} 代謝率などを表すために使用されます。一部の著者は、大きなカロリーを意味する場合は混乱を避けるために、スペルCalorieと記号Cal（どちらも大文字のC）を使用することを推奨していますが、^[8]この慣例が無視されることがよくあります。^{[6] [7] [8]}

物理学と化学において、カロリーという言葉とその記号は通常、小さい単位を指し、大きい単位はキロカロリー（kcal）と呼ばれます。しかし、kcalは正式には国際単位系（SI）の一部ではなく、時代遅れとみなされており、[2] 多くの用途でSI派生エネルギー単位で^あるジュール（J）[ ^9]または1000ジュールを表すキロジュール（kJ）に 置き換えられています。

カロリーとジュールの正確な等価性は長年にわたって変化してきましたが、熱化学と栄養学では、現在では1（小さな）カロリー（熱化学カロリー）は正確に4.184 Jに等しいと一般的に考えられており、したがって1キロカロリー（大きな1カロリー）は4184 Jまたは4.184 kJです。^{[10] [11]}

「カロリー」という用語はラテン語の calor  「熱」に由来しています。^{[12]これは、1819年から1824年にかけて}ニコラ・クレマンが実験熱量測定の講義で熱エネルギーの単位として初めて導入しました。これが「大きな」カロリーでした。^{[2] [13] [14]}この用語（小文字の「c」で表記）は、1841年から1867年の間にフランス語と英語の辞書に掲載されました。

1852 年に ピエール・アントワーヌ・ファーブル(化学者) とヨハン・T・シルバーマン (物理学者)によって、同じ用語が「小さな」単位として使用されました。

1879年、マルセリン・ベルトロはグラムカロリーとキログラムカロリーを区別し、大きな単位として大文字の「C」の「カロリー」を使用することを提案した。^{[2]この用法は、}ウェズリアン大学の教授ウィルバー・オリン・アトウォーターが1887年に食品のエネルギー含有量に関する影響力のある論文で採用した。 ^{[2] [13]}

より小さな単位は、米国の医師ジョセフ・ハワード・レイモンドが1894年に発表した古典的な教科書『人間生理学マニュアル』で使用されました。^[15]彼は「大きな」単位を「キロカロリー」と呼ぶことを提案しましたが、この用語が普及したのは数年後のことでした。

1896年に、小カロリー（cal）は、すでに存在していたCGSエネルギー単位であるエルグ（1864年にクラウジウスによってエルゴンという名前で最初に提案され、1882年に正式に採用された）とともにCGSシステムの単位として認識されました。 [ ^{2] [14]}

1928年には、カロリーの2つの主な定義から生じる混乱の可能性と、それらを区別するために大文字を使用するという考え方が妥当であるかどうかについて、すでに深刻な苦情がありました。^[16]

ジュールは1948年の第9回国際度量衡総会で正式に採用されたSI単位である。^{[17] [9]}カロリーはSIパンフレットの第7版で非SI単位の例として言及されている。^[10]

caloryという別の綴りはあまり一般的ではない非標準的な変形である。^[12]

「小さな」カロリーは、1グラムの水の温度を1℃（または1K、これは同じ増分で、水の融点と沸点の間の間隔の1パーセントの段階です）上げるために必要なエネルギーの量として広く定義されています。^{[4] [5]}この温度上昇を達成するために必要な実際のエネルギー量は、大気圧と開始温度に依存します。これらのパラメータの異なる選択により、単位の正確な定義がいくつか生まれました。

古い文献で最も一般的な2つの定義は、15°Cカロリーと熱化学カロリーであるようです。1948年まで、後者は4.1833国際ジュールと定義されていました。現在の標準である4.184Jは、新しい熱化学カロリーが以前と同じ量のエネルギーを表すようにするために選択されました。^[19]

アメリカ合衆国では、栄養学の文脈では「大きい」単位がほぼ独占的に使用されている。^[23]政府の出版物でも、一般的には「カロリー」と表記され、小文字の「c」と記号「cal」が用いられる。[ ^{6] [7]}法律や科学の文脈では、 SI単位のキロジュール（kJ）が代わりに使用されることがある。 ^{[24] [25]}アメリカの栄養士の多くはキロジュールよりもキロカロリーを好み、生理学者の多くはキロジュールを好む。他のほとんどの国では、栄養士はキロカロリーよりもキロジュールを好む。^[26]

欧州連合では、栄養成分表示ラベルにおいて、エネルギーはキロジュールとキロカロリーの両方で表され、それぞれ「kJ」と「kcal」と略される。^[27]

中国ではキロジュールのみが示される。^[28]

この単位は、食品エネルギー、すなわちさまざまな種類の食品を代謝する際の特定のエネルギー（質量あたりのエネルギー）を表すために最もよく使用されます。たとえば、脂肪（トリグリセリド脂質）は1グラムあたり9キロカロリー（kcal/g）ですが、炭水化物（糖質とデンプン）とタンパク質は約4kcal/gです。^[29]食品中のアルコールは7kcal/gです。^[30]「大きな」単位は、「1日あたりのカロリー」のように、推奨される栄養摂取量や消費量を表すためにも使用されます。

ダイエットとは、体重を減らす、維持する、または増やすために、あるいは糖尿病や肥満などの病気を予防・治療するために、規則的に食べ物を摂取する習慣です。減量はカロリー摂取量を減らすことに依存するため、さまざまな種類のカロリー制限ダイエットが一般的に効果的であることが示されています。^[31]

他の科学的な文脈では、「カロリー」という用語と記号「cal」はほとんどの場合、小さい単位を指します。「大きい」単位は一般に「キロカロリー」と呼ばれ、記号は「kcal」です。これは主に、化学反応または相変化で放出されるエネルギーの量を表すために使用され、通常は物質のモルあたり、キロカロリー/モルのように表されます。^{[32]また、}生成エンタルピーや活性化障壁のサイズなど、反応エネルギーに関連する他のエネルギー量を指定するために使用されることもあります。^[33]ただし、SI単位のジュール (J) や、キロジュール (kJ) などのメートル法の倍数にますます取って代わられています。^[要出典]

化学で長く使われているのは、水溶液中の反応で放出されるエネルギー（試薬1モルあたりのキロカロリーで表す）が、リットルあたりのモル数で表した試薬の濃度に、ケルビンまたは摂氏度で表した溶液の温度変化を乗じた値に近いためである。しかし、この推定では溶液の体積熱容量が1 kcal/( L ⋅ K )であると仮定しており、純水であっても正確ではない。^[要出典]