栄養学 第8章：エネルギー代謝

はじめに

人は、眠っているときも、じっと座っているときも、エネルギーを使い続けている。心臓を動かし、呼吸をし、体温を保つだけでも、1日に1,000kcal以上が必要になる。そのエネルギーは、食べものに含まれる炭水化物・脂質・たんぱく質を、体の中で「燃やす」ことで得ている。

食べたエネルギー（摂取）と使ったエネルギー（消費）がつり合っていれば、体重は変わらない。摂取が多ければ太り、消費が多ければやせる。このエネルギーの出入りを調べるのが、エネルギー代謝の学問である。

本章では、食品のエネルギーの計算のしかた、体がエネルギーを使う3つの内訳、基礎代謝と身体活動、そして食事摂取基準（2025年版）の推定エネルギー必要量と目標とするBMIを整理する。2025年版で「身体活動レベル」の呼び方が変わったことにも注意してほしい。

1. エネルギーの単位

食品や体のエネルギーは、キロカロリー（kcal）で表す。

• 1kcalは、水1kg（1L）の温度を1℃上げるのに必要な熱の量である
• 国際的にはキロジュール（kJ）も使われる。1kcal＝約4.184kJ
• 食品の栄養成分表示の「熱量」は、kcalで示されている

2. 食品のエネルギーの計算

2-1. アトウォーター係数

食品のエネルギーは、含まれる栄養素の量に、栄養素ごとの係数をかけて計算する。

栄養素	1gあたりのエネルギー
炭水化物（糖質）	4kcal
脂質	9kcal
たんぱく質	4kcal
アルコール	約7kcal

この4・9・4という係数は、19世紀末にアメリカの栄養学者アトウォーターが示したもので、アトウォーター係数（エネルギー換算係数）という。試験では、この値で計算する。

2-2. なぜ4・9・4なのか

栄養素を、実験装置の中で完全に燃やしたときに出る熱（物理的燃焼値）は、糖質が約4.1kcal、脂質が約9.4kcal、たんぱく質が約5.7kcalである。

しかし、体の中では、次の2つの理由で、実際に利用できるエネルギーはこれより少なくなる。

1. 食べたものが、すべて消化・吸収されるわけではない（消化吸収率）
2. たんぱく質は、体の中で完全には燃えず、窒素を含む部分が尿素として尿に出ていく。尿素にもエネルギーが残っているため、その分が失われる

こうした損失を差し引いて、体の中で実際に利用できるエネルギー（生理的燃焼値）を求めたものが、アトウォーター係数である。たんぱく質の物理的燃焼値（約5.7kcal）と生理的燃焼値（4kcal）の差が大きいのは、2の理由による。

2-3. 計算してみよう

あるクッキー1枚に、炭水化物15g、脂質6g、たんぱく質2gが含まれていたとする。

炭水化物：15g × 4kcal ＝ 60kcal

脂質：6g × 9kcal ＝ 54kcal

たんぱく質：2g × 4kcal ＝ 8kcal

合計：60 ＋ 54 ＋ 8 ＝ 122kcal

脂質はわずか6gだが、エネルギーでは炭水化物15gに迫る。脂質の多い菓子が高エネルギーになりやすいのは、このためである。

2-4. 日本食品標準成分表（八訂）の計算方法

文部科学省の日本食品標準成分表2020年版（八訂）では、より正確にエネルギーを求めるため、アトウォーター係数ではなく、成分ごとに細かく分けた係数で計算している。

成分	係数（kcal/g）
アミノ酸組成によるたんぱく質	4
脂肪酸のトリアシルグリセロール当量（脂質）	9
利用可能炭水化物（単糖当量）	3.75
食物繊維	2
糖アルコール、有機酸、アルコール	それぞれの係数

この計算方法に変わったことで、食品によっては、以前の成分表（七訂）より、エネルギーの値が低く出るようになった。1日の食事全体では、約5%低くなるという報告がある。

試験では「4・9・4」で答え、実際の食品のエネルギーは八訂の値を使う、と区別しておけばよい。

3. エネルギー消費の3つの内訳

人が1日に使うエネルギー（総エネルギー消費量）は、次の3つからなる。

内訳	内容	割合の目安
基礎代謝	生きていくために最低限必要なエネルギー	約60%
身体活動	体を動かすことで使うエネルギー（運動、家事、仕事、通勤など）	約30%
食事誘発性熱産生（DIT）	食事をした後に、消化・吸収・代謝のために増えるエネルギー	約10%

身体活動の量は、人によって大きく異なる。デスクワークの人と、立ち仕事の多いパティシエや、運動選手とでは、身体活動のエネルギーが大きく違う。

4. 基礎代謝

4-1. 基礎代謝とは

基礎代謝とは、心臓を動かす、呼吸をする、体温を保つなど、生命を維持するために最低限必要なエネルギーである。1日分の量を基礎代謝量という。成人の基礎代謝量は、男性で1日約1,500kcal、女性で約1,100〜1,200kcalが目安である。

基礎代謝量は、次の条件で測定する。

• 前日の夕食から12〜16時間たった、早朝の空腹時
• 快適な室温（約20〜25℃）
• 目が覚めた状態で、静かにあお向けに横になっているとき

4-2. 基礎代謝に影響する要因

要因	基礎代謝が高くなる	基礎代謝が低くなる
体格	体表面積が大きい、筋肉量（除脂肪量）が多い	体が小さい、筋肉が少ない
性別	男性（筋肉量が多い）	女性
年齢	体重1kgあたりでは乳幼児（1〜2歳が最も高い）	高齢者
季節	冬（体温を保つため）	夏
ホルモン	甲状腺ホルモンが多い（バセドウ病など）	甲状腺ホルモンが少ない
体の状態	妊娠中、発熱時	低栄養、長い絶食

• 体脂肪は、筋肉に比べてエネルギーをほとんど使わない。同じ体重でも、筋肉が多い人ほど基礎代謝は高い
• 年をとると基礎代謝が下がるのは、主に筋肉量が減るためである。高齢になっても筋肉を保つことが、太りにくい体を保つことにつながる

4-3. 基礎代謝基準値

体重1kgあたり、1日あたりの基礎代謝量を基礎代謝基準値（kcal/kg体重/日）という。食事摂取基準では、性別・年齢ごとに基礎代謝基準値が示されており、次の式で基礎代謝量を推定する。

基礎代謝量（kcal/日）＝ 基礎代謝基準値（kcal/kg体重/日）× 体重（kg）

基礎代謝基準値は、1〜2歳が最も高く、成人の2倍以上である。子どもは体が小さいわりに、成長のために多くのエネルギーを使っているためである。一方、1日あたりの基礎代謝量（体重をかけた値）は、体の大きい思春期から成人期が多い。

4-4. 安静時代謝と睡眠時代謝

種類	内容	基礎代謝との比較
安静時代謝	座って安静にしているときのエネルギー消費	基礎代謝の約1.1〜1.2倍
睡眠時代謝	眠っているときのエネルギー消費	基礎代謝よりやや低い

5. 食事誘発性熱産生（DIT）

食事をすると、しばらくの間、体のエネルギー消費が増える。これは、食べたものを消化・吸収し、体の中で代謝するためにエネルギーが使われるためで、食事誘発性熱産生（DIT）という。食後に体が温かくなるのはこのためである。

栄養素	DITの大きさ（とったエネルギーに対する割合）
たんぱく質	約30%
糖質	約6%
脂質	約4%
ふつうの食事（混合食）	約10%

たんぱく質は、DITが最も大きい。たんぱく質を100kcalとると、そのうち約30kcalが消化・代謝のために熱として失われる。

6. 身体活動

6-1. メッツ

身体活動の強さを表す単位に、メッツ（METs）がある。座って安静にしている状態を1メッツとして、その何倍のエネルギーを使うかで表す。

活動	メッツ（目安）
座って安静にする	1
立ち仕事、料理	2〜2.5
ふつうの速さの歩行	3
速歩き、自転車	4前後
ジョギング	7前後

身体活動で使うエネルギーは、おおよそ次の式で求められる。

エネルギー消費量（kcal）≒ メッツ × 時間（時間）× 体重（kg）× 1.05

厚生労働省の「健康づくりのための身体活動・運動ガイド2023」では、成人は歩行またはそれと同等以上の強さの身体活動を1日60分以上（1日約8,000歩以上）、高齢者は1日40分以上（1日約6,000歩以上）行うことを勧めている。

6-2. 身体活動レベル

1日の総エネルギー消費量が、基礎代謝量の何倍かを示した値を身体活動レベルという。食事摂取基準では、身体活動レベルを3段階に分けている。

身体活動レベル（2025年版の呼び方）	値の目安（18〜64歳）	日常生活の内容
低い	1.50	生活の大部分が座っている。静的な活動が中心
ふつう	1.75	座る仕事が中心だが、職場内での移動や立って行う作業・接客、通勤・買い物・家事、軽い運動などを含む
高い	2.00	移動や立って行う作業が多い仕事、または、スポーツなど活発な運動習慣がある

⚠️ 2020年版までは、身体活動レベルを「Ⅰ（低い）・Ⅱ（ふつう）・Ⅲ（高い）」とローマ数字で表していた。2025年版で「低い・ふつう・高い」に呼び方が改められた。

7. 推定エネルギー必要量と目標とするBMI

7-1. 推定エネルギー必要量

1日に必要なエネルギーの量は、次の式で求める。

推定エネルギー必要量（kcal/日）＝ 基礎代謝量（kcal/日）× 身体活動レベル

推定エネルギー必要量（身体活動レベル「ふつう」の場合）

年齢	男性（kcal/日）	女性（kcal/日）
18〜29歳	2,600	1,950
30〜49歳	2,750	2,050
50〜64歳	2,650	1,950
65〜74歳	2,350	1,850
75歳以上	2,250	1,750

妊婦・授乳婦の付加量

対象	付加量（kcal/日）
妊婦（初期）	+50
妊婦（中期）	+250
妊婦（後期）	+450
授乳婦	+350

7-2. エネルギーの過不足はBMIで評価する

推定エネルギー必要量は、あくまで集団の平均的な値であり、一人ひとりに必要なエネルギーは、体格や活動量によって大きく異なる。そのため、食事摂取基準では、推定エネルギー必要量を「参考表」として示し、エネルギーをとりすぎていないか、足りているかは、体重の変化と BMI で判断するとしている。

• 体重が増え続けている → エネルギーのとりすぎ
• 体重が減り続けている → エネルギーの不足
• 体重が安定している → エネルギーの出入りがつり合っている

7-3. BMI

BMI（ボディ・マス・インデックス）は、体格を表す指数で、次の式で求める。

BMI ＝ 体重（kg）÷ 身長（m）÷ 身長（m）

たとえば、身長160cm（1.6m）、体重56kgの人のBMIは、56 ÷ 1.6 ÷ 1.6 ＝ 21.9 である。

7-4. 目標とするBMI

食事摂取基準（2025年版）では、成人が目標とするBMIの範囲を、年齢ごとに次のように示している。

年齢	目標とするBMI（kg/m²）
18〜49歳	18.5〜24.9
50〜64歳	20.0〜24.9
65歳以上	21.5〜24.9

• 年齢が上がるほど、下限が高くなっている。高齢者では、やせすぎによるフレイル（心身の活力の低下）や低栄養を防ぐことが重要になるためである（第11章参照）
• 2025年版では、目標とするBMIの根拠に、フレイルや身体機能の障害を防ぐ観点が加えられた
• 肥満の判定（BMI25以上）については、第10章で扱う

7-5. エネルギー収支と体重

体脂肪1kgは、約7,000〜7,200kcalのエネルギーに相当するといわれる。毎日、消費より100kcal多くとり続けると、計算上は約2か月半で体脂肪が1kg増えることになる。反対に、毎日100kcal控えれば、同じくらいの期間で1kg減らせる計算になる。

8. エネルギーがつくられるしくみ

8-1. ATP

体の細胞は、栄養素のエネルギーを、いったんATP（アデノシン三リン酸）という物質に移しかえて使う。ATPは、エネルギーをやりとりするための「通貨」のようなもので、筋肉を動かすときも、物質を合成するときも、ATPが分解されるときに出るエネルギーが使われる。

8-2. 糖質・脂質・たんぱく質からATPができるまで

栄養素	流れ
糖質	ブドウ糖 →（解糖系）→ ピルビン酸 → アセチルCoA →（クエン酸回路・電子伝達系）→ 二酸化炭素＋水＋ATP
脂質	脂肪酸 →（β酸化）→ アセチルCoA → クエン酸回路・電子伝達系 → ATP
たんぱく質	アミノ酸 → アミノ基が外れ、窒素は尿素として尿へ → 残りの部分がクエン酸回路に入り、ATP

反応	行われる場所	酸素	特徴
解糖系	細胞質	不要	少しのATPしかできないが、すばやくつくれる。酸素が足りないと乳酸ができる
クエン酸回路・電子伝達系	ミトコンドリア	必要	多くのATPができる

短距離走のような激しい運動（無酸素運動）では主に解糖系が、ウォーキングのような軽い運動を長く続ける（有酸素運動）と、クエン酸回路と電子伝達系がはたらき、脂肪も多く使われる。

ビタミンB群との関係
ブドウ糖からできたピルビン酸がアセチルCoAに変わるときには、ビタミンB1が必要である（第5章参照）。ほかにも、ビタミンB2・ナイアシン・パントテン酸などのビタミンB群が、これらの反応を助ける補酵素としてはたらいている。

8-3. 呼吸商

体の中で栄養素が燃えるとき、酸素を取り込み、二酸化炭素を出す。このとき、出した二酸化炭素の量 ÷ 取り込んだ酸素の量の値を呼吸商という。燃えている栄養素によって値が異なるため、呼吸商を調べると、体が主に何をエネルギー源にしているかがわかる。

燃えている栄養素	呼吸商
糖質	1.0
たんぱく質	約0.8
脂質	約0.7

8-4. 絶食したときのエネルギー源

食事をとらないと、体は次の順でエネルギー源を切りかえていく。

1. 肝臓のグリコーゲンを分解して、血糖を保つ（1日もたたずに大部分が使われる）
2. 体脂肪を分解して、脂肪酸をエネルギー源にする。同時に、筋肉のたんぱく質を分解したアミノ酸などから糖新生でブドウ糖をつくる（第4章参照）
3. 絶食が長く続くと、脂肪酸から肝臓でケトン体がつくられ、脳もケトン体をエネルギー源として使うようになる。こうして、筋肉のたんぱく質が分解されるのを少しでも減らそうとする（第3章参照）

9. 製菓とのつながり

9-1. 材料のエネルギー

材料（目安量）	エネルギー（目安）
上白糖 大さじ1（約9g）	約35kcal
有塩バター 大さじ1（約12g）	約85kcal
薄力粉 大さじ1（約9g）	約30kcal
鶏卵 1個（可食部約50g）	約70kcal
生クリーム（乳脂肪） 大さじ1（約15g）	約60kcal

※ 日本食品標準成分表（八訂）による概数。

同じ大さじ1杯でも、脂質の多いバターや生クリームは、砂糖や小麦粉の2倍以上のエネルギーになる。

9-2. 菓子の楽しみ方

ショートケーキ1個（約300kcal前後）のエネルギーを、体重50kgの人がふつうの速さの歩行（3メッツ）で消費しようとすると、

3メッツ × 1時間 × 50kg × 1.05 ≒ 約158kcal

となり、約2時間歩く計算になる。

だからといって、菓子を我慢しなければならないわけではない。大切なのは、1日の食事全体のエネルギーと栄養のバランスの中で、菓子を上手に楽しむことである。食事バランスガイドでも、菓子・嗜好飲料は「楽しく適度に」とされている（第12章参照）。菓子をつくる人は、材料のエネルギーを知ったうえで、お客様に「おいしく、ちょうどよく」楽しんでもらえる菓子を考えていきたい。

試験対策：よくある間違いポイント

まとめ

• エネルギーの単位はkcal（1kcal＝約4.184kJ）
• アトウォーター係数：炭水化物4・脂質9・たんぱく質4kcal/g（アルコール約7）。消化吸収率と、たんぱく質の尿素としての損失を差し引いた生理的燃焼値
• 食品成分表（八訂）は、成分ごとの細かい係数で計算する（利用可能炭水化物3.75、食物繊維2など）。試験は4・9・4で答える
• 総エネルギー消費量＝基礎代謝（約60%）＋身体活動（約30%）＋食事誘発性熱産生（約10%）
• 基礎代謝は、早朝空腹時に静かに横になった状態で測る。筋肉量が多い・男性・冬・甲状腺ホルモンが多い・妊娠・発熱で高い
• 基礎代謝基準値（体重1kgあたり）は1〜2歳が最も高い。基礎代謝量＝基礎代謝基準値×体重
• 食事誘発性熱産生はたんぱく質（約30%）が最も大きく、糖質約6%、脂質約4%
• 身体活動の強さはメッツ（安静＝1）。成人は1日60分以上・約8,000歩以上の身体活動が勧められる
• 推定エネルギー必要量＝基礎代謝量×身体活動レベル。身体活動レベルは2025年版で「低い（1.50）・ふつう（1.75）・高い（2.00）」に（旧Ⅰ・Ⅱ・Ⅲ）
• 推定エネルギー必要量（ふつう）：18〜29歳 男2,600・女1,950kcal。妊婦付加 初期+50・中期+250・後期+450、授乳婦+350kcal
• エネルギーの過不足は体重の変化とBMIで判断する。BMI＝体重（kg）÷身長（m）²
• 目標とするBMI：18〜49歳18.5〜24.9、50〜64歳20.0〜24.9、65歳以上21.5〜24.9
• エネルギーはATPの形で使われる。解糖系（酸素不要・細胞質）とクエン酸回路・電子伝達系（酸素必要・ミトコンドリア）
• 呼吸商：糖質1.0、たんぱく質約0.8、脂質約0.7
• 体脂肪1kg≒約7,000〜7,200kcal

※ 本書は「日本人の食事摂取基準（2025年版）」と令和8年（2026年）9月時点の情報にもとづいています。