生理的熱量
食品のカロリー(熱量)計算には米国のRubnerとAtwaterが19世紀末から20世紀初頭にかけて行った実験結果から求めた炭水化物、脂質・脂肪、タンパク質についてのアトウォーター係数が広く用いられている。
アトウォーターの換算係数は各成分の物理的燃焼熱(kcal/g・kJ/g)から人体における消化吸収率(100%は吸収されず一部は排泄される)と排泄熱量(吸収されるが利用されず排泄される)を加味し求めたものである。タンパク質では吸収された一部は尿素や尿酸などとして排泄される。
Atwater係数は脂質、タンパク質および炭水化物における平均値であり、便宜的な係数として多用されているが食品の成分により熱量は異なる。同じ炭水化物でも容易に利用可能なもの、植物繊維、糖アルコールなどの難消化性のものがあり、難消化性のものは小腸まででは消化されず大腸において菌などにより分解され吸収されるものがあるが分解・吸収率に差があり全く吸収されないものもある。日本の栄養表示基準では炭水化物を数段階に区分している。
以上は食品の成分ごとの消化・吸収・排泄の数値に基づいた集計であるが、この他に食品の成分による展開はせず、食品のヒトによる消化吸収試験の結果からエネルギー換算係数を求める場合もある。この手法では全食品における人体実験が必要となるが、現実には食品をグループに分け代表的な食品(例えば米)で試験をし、その値をグループ内の食品に適用している。