Die Geschichte der Kalorien: wie Energie im Essen messbar wurde

Ob auf der Müslipackung, in der Fitness-App oder beim Bäcker: Kalorien begegnen uns heute überall. Dabei stammt die Einheit ursprünglich gar nicht aus der Ernährung, sondern aus der Wärmelehre. Die Geschichte der Kalorien führt von einem Meerschweinchen in einem Eisbehälter über Dampfmaschinen bis in die Labore von München und Berlin.

Ein Meerschweinchen im Eis

Am Anfang stand eine Frage, die heute selbstverständlich klingt: Woher kommt eigentlich die Wärme unseres Körpers? In den 1780er-Jahren suchten der französische Chemiker Antoine Lavoisier und der Mathematiker Pierre-Simon Laplace eine Antwort.

Dafür bauten sie ein besonderes Gefäß: In der Mitte saß ein Meerschweinchen in einer kleinen Kammer, außen herum lag, durch eine Wand getrennt, ein Mantel aus Eis. Die Körperwärme des Tieres drang nach außen und ließ einen Teil des Eises schmelzen. Aus der Menge des Schmelzwassers konnten die beiden berechnen, wie viel Wärme es abgegeben hatte. Gleichzeitig maßen sie, wie viel Kohlendioxid es ausatmete. Ihr Ergebnis: Der Körper gewinnt seine Wärme, indem er die Nahrung mithilfe des Sauerstoffs aus der Atemluft nach und nach in Energie umwandelt.

Die Geschichte der Kalorien beginnt mit Dampfmaschinen

Einen Namen für die gemessene Wärme gab es da noch nicht. Den lieferte in den 1820er-Jahren der Pariser Chemiker Nicolas Clément. Er beschäftigte sich mit Dampfmaschinen und wollte vergleichen, wie viel Wärme in verschiedenen Brennstoffen steckt. Dafür nutzte er in seinen Vorlesungen eine eigene Einheit: die Kalorie, abgeleitet vom lateinischen Wort calor für Wärme.

Gemeint war damit die Energie, die man braucht, um Wasser um ein Grad zu erwärmen. Erst einige Jahrzehnte später entdeckten Forscher, dass sich mit dieser Einheit auch die Energie in unserem Essen messen lässt.

Wie viel Kraft steckt im Eiweiß

Im 19. Jahrhundert wurde Deutschland zu einem Zentrum der Ernährungsforschung. Der Chemiker Justus von Liebig vertrat in Gießen die Ansicht, dass vor allem Eiweiß die Kraft für unsere Muskeln liefert. Diese Idee war lange sehr einflussreich, stellte sich später aber als zu einfach heraus.

In München ging Carl von Voit der Sache genauer nach. Zusammen mit Max von Pettenkofer baute er eine Kammer, in der ein Mensch einen ganzen Tag lang leben konnte, während jede Einatmung und Ausatmung gemessen wurde. So ließ sich erstmals genau verfolgen, was der Körper mit der Nahrung anfängt

Max Rubner und der Körper als Maschine

Voits Schüler Max Rubner brachte die Forschung entscheidend voran. In Marburg und später in Berlin verglich er, wie viel Energie in einem Lebensmittel steckt, wenn man es verbrennt, und wie viel davon tatsächlich im Körper ankommt.

Dabei zeigte er, dass für den Körper dieselben Regeln gelten wie für eine Maschine: Energie geht nicht verloren, sie wird nur umgewandelt. Fett, Kohlenhydrate und Eiweiß lassen sich je nach ihrem Energiegehalt gegeneinander austauschen. Rubner bestimmte auch, wie viel Energie ein Gramm der einzelnen Nährstoffe ungefähr liefert, und legte damit eine wichtige Grundlage für die heutige Ernährungslehre.

Atwater bringt die Zahlen auf den Teller

Bekannt gemacht hat diese Werte vor allem der Amerikaner Wilbur Atwater, der einige Zeit in Deutschland geforscht und die Arbeit der deutschen Labore kennengelernt hatte. Um 1900 veröffentlichte er Tabellen, die bis heute verwendet werden: Ein Gramm Eiweiß oder Kohlenhydrate liefert etwa 4 Kilokalorien, ein Gramm Fett etwa 9. Durch ihn wurde das Kalorienzählen auch außerhalb der Wissenschaft bekannt.

Die Durchschnittswerte, die Atwater ermittelt hat, werden noch heute als „Atwater-Faktoren“ verwendet:

Eigene Übersicht nach den Werten von Wilbur Atwater.

Kalorie oder Kilokalorie?

Eine kleine Verwirrung hat sich bis heute gehalten. Die ursprüngliche Kalorie war sehr klein. Für Lebensmittel rechnet man deshalb mit der tausendfach größeren Kilokalorie. Wenn im Alltag von 2.000 Kalorien am Tag die Rede ist, sind eigentlich 2.000 Kilokalorien gemeint.

In Deutschland ist die Kalorie übrigens schon seit 1978 keine offizielle Einheit mehr. Seitdem gilt eigentlich das Joule, benannt nach dem englischen Physiker James Prescott Joule. Auf Lebensmittelverpackungen stehen heute trotzdem beide Angaben nebeneinander, zum Beispiel 1.465 kJ und 350 kcal, weil die meisten Menschen mit Kilokalorien einfach mehr anfangen können.

Was du daraus mitnehmen kannst

Die Geschichte der Kalorien zeigt, wie aus einer Einheit für Dampfmaschinen ein Maß für unser Essen wurde. Was Lavoisier mit Eis und einem Meerschweinchen begann und Forscher wie Voit und Rubner in Deutschland weiterentwickelten, steckt heute in jeder Nährwerttabelle.

Wie viel Energie dein Körper jeden Tag braucht, kannst du mit unserem Kalorienrechner herausfinden.