지방(트리글리세리드)은 탄소(C)와 수소(H) 원자가 매우 촘촘하게 연결된 분자예요. 탄소-수소 결합이 산화될 때 ATP(세포 에너지 화폐)가 만들어지는데, 지방은 이 결합을 단백질·탄수화물보다 훨씬 많이 가지고 있어요.

팔미트산(C16) 한 분자가 완전 산화되면 ATP 약 129분자가 나와요. 같은 무게의 글루코스(탄수화물)를 산화하면 ATP 38분자가 나오는 것과 비교하면 차이가 명확해요. 지방 분자는 단위 무게당 탄소-수소 결합 밀도가 탄수화물의 2배 이상이에요.

탄수화물과 단백질에는 산소 원자가 이미 포함되어 있어요. 산화 반응에 필요한 산소 일부를 분자 스스로 갖고 있으니 세포가 외부에서 가져와야 할 산소량이 줄어요. 지방은 산소 원자가 거의 없어 전부 외부 산소를 써야 하지만, 그만큼 더 많은 에너지를 뽑아낼 수 있는 구조예요.

Wilbur Atwater는 19세기 후반 연소열량계(bomb calorimeter)로 각 영양소를 태웠을 때 나오는 총 열량을 측정했어요. 지방은 약 9.4kcal/g, 단백질은 약 5.65kcal/g, 탄수화물은 약 4.15kcal/g이었어요.

그러나 체내 소화율과 대사 손실이 있어요. 단백질은 완전히 산화되지 않고 요소로 배출되는 질소가 있어요. 이 손실을 보정하면 단백질은 4kcal/g으로 낮아지고, 탄수화물은 4kcal/g, 지방은 9kcal/g으로 정리돼요. 이것이 오늘날 사료 라벨에도 쓰이는 수정 Atwater 계수예요.

반려동물용 사료에서는 NRC 2006과 AAFCO 2016이 이 계수를 그대로 적용해요. 단, 사료의 원료별 소화율 차이를 반영하기 위해 제조 대사 에너지(ME) 계산 시 원료마다 보정 계수를 쓰기도 해요.

사료 라벨의 'kcal/kg' 수치는 보통 두 가지 방법으로 산출해요. 첫째는 계산법으로, 보장 분석의 조단백·조지방·NFE(가용성무질소물) 수치에 각각 4·9·4를 곱해 합산해요. 둘째는 직접 측정(feeding trial) 방법이에요.

계산 예시를 들면, 조단백 28%·조지방 18%·NFE 30% 인 건사료 1kg의 대략적인 ME는 (28×4) + (18×9) + (30×4) = 112 + 162 + 120 = 394kcal/100g이에요. 지방 18%가 전체 칼로리의 41%를 차지하는 것이 보여요.

이처럼 지방 비율이 조금만 바뀌어도 총 칼로리가 크게 달라져요. 지방이 2% 증가하면 100g당 약 18kcal가 추가되는 반면, 단백질 2% 증가는 8kcal만 더해져요. 체중 관리가 필요한 아이에게는 지방 함량이 칼로리를 좌우하는 핵심 변수예요.

에너지 밀도가 높다는 건 같은 무게에 칼로리가 더 많이 담겨 있다는 뜻이에요. 지방이 풍부한 사료는 같은 그램 수를 먹어도 더 많은 에너지를 섭취하게 돼요. 자율 급식(free feeding) 시 비만 위험이 올라가는 이유가 여기에 있어요.

반대로 이 특성을 잘 이용하면 체중을 늘려야 하는 아이, 수술 후 회복 중인 아이, 고강도 활동을 하는 작업견 등에게 소화기 부담 없이 충분한 에너지를 공급할 수 있어요.

습식 사료는 수분 함량이 75~80%에 달해 같은 그램 수의 칼로리가 건사료의 4분의 1 수준이에요. 습식과 건사료를 섞어 줄 때 총 칼로리를 계산하지 않으면 과소 또는 과잉 공급이 쉽게 일어나요.

라벨에 ME가 표기되어 있지 않은 경우, 보장 분석 수치로 직접 추정할 수 있어요. 조단백·조지방·수분·회분이 표기된다면 NFE = 100 − 단백 − 지방 − 수분 − 회분 − 섬유 로 탄수화물을 추정하고, 각각 4·9·4를 곱해 합산하면 돼요.

사료를 바꿀 때 칼로리 밀도가 달라지면 같은 그램 수를 줘도 에너지가 달라져요. 새 사료로 전환할 때는 kcal/100g 기준으로 현재 급여량을 비교해 조정하는 게 안전해요.