Woher die Kalorien auf der Packung kommen

Veröffentlicht am 3. August 2026

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Auf jeder Packung steht eine Zahl, die aussieht wie eine Messung. 512 Kilokalorien je 100 Gramm, auf die Stelle genau, ohne Komma. Man könnte meinen, jemand habe das Produkt in ein Gerät gelegt und abgelesen.

Hat niemand. Die Zahl ist eine Rechnung — und bei einem der Nährstoffe ist sie nicht einmal das, sondern nur der Rest, der übrig bleibt.

Das ist kein Skandal. Es ist eine Konvention, sie ist über hundert Jahre alt, und sie funktioniert für ihren Zweck erstaunlich gut. Aber wer weiß, wie die Zahl entsteht, liest sie anders.

Zwei Fehler stecken schon im Wort

Eine Kalorie ist die Wärmemenge, die ein Gramm Wasser um ein Grad erwärmt. Genauer: von 14,5 auf 15,5 Grad Celsius. Die Definition stammt aus dem 19. Jahrhundert, aus der Zeit, in der die Thermodynamik entstand.

Erstens ist die Kalorie heute keine gültige Einheit der Physik mehr. Zuständig ist das Joule, seit die Internationale Einheitenordnung 1960 aufgestellt wurde. Ein Kilojoule sind 0,239 Kilokalorien, eine Kilokalorie sind 4,184 Kilojoule.

Zweitens, und das ist der interessantere Fehler: Was im Alltag „Kalorie" heißt, ist eine Kilokalorie. Der Apfel mit „52 Kalorien" hat physikalisch 52.000. Auf der Packung steht korrekt kcal — im Sprachgebrauch fällt das Kilo weg.

Die Ernährungsorganisation der Vereinten Nationen schreibt das in ihrem maßgeblichen Bericht selbst, in einer Fußnote auf der ersten Seite: Die korrekte Einheit sei die Kilokalorie, und zunehmend gelte die Übereinkunft, Kilojoule zu verwenden.

Deshalb verlangt die EU beides. Nach der Lebensmittelinformationsverordnung ist der Brennwert systematisch sowohl in Kilojoule als auch in Kilokalorien anzugeben, Joule zuerst. Nur kcal ist unzulässig, auch bei der freiwilligen Wiederholung auf der Packungsvorderseite.

Die Zahl, die sich selbst nicht ausrechnet

Auf vielen Packungen steht ein Referenzwert: 8 400 kJ/2 000 kcal für einen durchschnittlichen Erwachsenen. So steht er in Anhang XIII der Verordnung.

Nur rechnen sich die beiden Zahlen nicht ineinander um. 2.000 Kilokalorien sind 8.368 Kilojoule, nicht 8.400. Und 8.400 Kilojoule sind 2.007,6 Kilokalorien, nicht 2.000.

Beide Werte sind eigenständig gerundete Richtwerte, keiner ist aus dem anderen berechnet. Das ist harmlos — aber es ist ein gutes erstes Bild dafür, wie viel Rundung in dieser Zahlenwelt steckt.

Bevor Atwater: eine eiserne Kiste in München

Die Geschichte beginnt nicht in Connecticut. Sie beginnt in Bayern.

Als Wilbur Olin Atwater 1869 in Yale über Agrarchemie promoviert hatte, ging er für zwei Jahre nach Deutschland — damals die Vorhut der Agrarwissenschaft und der Physiologie. Was er dort vorfand, war der Apparat, der später seinen Namen tragen sollte, in einer frühen Fassung: Max von Pettenkofer und Carl von Voit betrieben in München seit 1866 ein Respirationskalorimeter. Atwater beschrieb es 1887 in einem Zeitschriftenartikel als eiserne Kiste — eine eisenverkleidete Kammer von acht mal acht Fuß mit Glasfenstern, gerade groß genug für einen erwachsenen Mann. Über eine Luftpumpe ließ sich messen, was hineinging und was herauskam.

Und die Zahlen selbst hatte ebenfalls schon jemand. Max Rubner, geboren 1854 in München, Assistent bei Voit, bestimmte in den Jahren um 1880 kalorimetrisch, wie viel Energie der Körper aus den Grundnährstoffen tatsächlich nutzen kann. Sein Ergebnis: 4,1 Kilokalorien je Gramm Eiweiß, 4,1 für Kohlenhydrate, 9,3 für Fett.

Das sind Atwaters 4-4-9, nur eine Stelle genauer.

Rubner leitete daraus das Isodynamiegesetz ab: Kohlenhydrate, Fett und Eiweiß seien energetisch gleichwertig und könnten einander vertreten — entscheidend sei nicht, wovon man wie viel isst, sondern die Summe. Es ist der Satz, auf dem die gesamte Kalorienzählerei bis heute ruht, und er ist rund vierzig Jahre älter als die erste Nährwerttabelle auf einer Packung.

Wann genau das Gesetz formuliert wurde, ist übrigens schon wieder Ansichtssache. Die Deutsche Biographie und die Deutsche Gesellschaft für Ernährung verweisen auf Rubners Habilitation von 1883 über die Brennwerte von Nährstoffen. Eine Fachzeitschrift datiert es auf 1894. Eine dritte Darstellung nennt den Zeitraum 1878 bis 1883 für die zugrundeliegenden Versuche. Dieselbe Darstellung verortet Rubner in den 1870er Jahren in Berlin — dorthin kam er erst 1891.

Was Atwater beitrug, war weder der Apparat noch die Grundzahl. Es war die Übertragung auf ein ganzes Land: Er vermaß nicht einzelne Nährstoffe, sondern die tatsächlich gegessenen Lebensmittel Amerikas, tausendfach, und machte daraus Tabellen, mit denen jeder rechnen konnte. Die Kalorie war eine deutsche Erfindung. Die Kalorienangabe ist eine amerikanische.

Ein Chemiker in Connecticut, um 1900

Die Faktoren, mit denen bis heute jede Kalorienangabe der Welt gerechnet wird, gehen auf einen Mann zurück: Wilbur Olin Atwater (1844–1907), Chemiker an der landwirtschaftlichen Versuchsstation in Storrs, Connecticut.

Sein Werkzeug war das Bombenkalorimeter: ein Druckbehälter, umgeben von Wasser, in dem eine Probe vollständig verbrannt wird. Aus der Erwärmung des Wassers ergibt sich die freigesetzte Energie. Dazu kamen Bilanzversuche an Menschen — was hineingeht, und was in Urin und Kot wieder herauskommt.

Wer in dieser Kammer saß, waren überwiegend Atwaters eigene Studenten — manche vermutlich für ein Zusatzhonorar, manche für eine bessere Note, manche für beides. Die Fotografien im Nachlass zeigen, was dort verlangt wurde: putzen, bügeln, auf einem feststehenden Fahrrad treten, lesen. Ein Mensch, tagelang eingeschlossen in einem eisernen Kasten, während gemessen wurde, was er verbraucht.

Die Zahl auf der Packung stammt also nicht aus einer Theorie. Sie stammt aus Menschen, die unter Beobachtung gebügelt haben.

Daraus entstanden die Zahlen, die jeder kennt:

Und hier beginnt die erste Rundung. Die präzisen Werte lauten 16,7 Kilojoule je Gramm Protein, 37,4 für Fett, 16,7 für Kohlenhydrate und 28,9 für Alkohol. Daraus wurden 17, 37, 17 und 29.

Wichtig ist, was diese Zahlen nicht sind: die Verbrennungswärme. Das Kalorimeter verbrennt alles restlos, der Körper nicht. Atwaters eigentliche Leistung bestand darin, Abzüge für das Unverdauliche einzuführen. Die 4-9-4 sind bereits korrigierte Werte — und Atwater wusste, dass der Körper nicht alles gleich gut verwertet. Bei Ballaststoffen hatte er das selbst gezeigt.

Wo die Zahl auf der Packung wirklich sitzt

Die FAO stellt den Weg der Energie durch den Körper als Kaskade dar. Fünf Stufen, und auf jeder geht etwas verloren:

Die Zahl auf der Packung steht auf Stufe drei von fünf. Was danach kommt — die Wärme der Darmgärung und der Energieaufwand für Verdauung und Verstoffwechselung selbst — ist in ihr nicht berücksichtigt. Und der letzte dieser Abzüge hängt davon ab, was man isst.

Protein wird nicht gemessen. Kohlenhydrate auch nicht.

Jetzt wird es unerwartet.

Protein bestimmt man bis heute nicht direkt, sondern über den Stickstoffgehalt. Der wird gemessen und dann mit einem Faktor multipliziert. Atwater nahm an, Proteine bestünden im Schnitt zu 16 Prozent aus Stickstoff — daraus ergibt sich der Faktor 6,25.

Tatsächlich schwankt der Stickstoffanteil von Proteinen zwischen 13 und 19 Prozent. Das entspräche Faktoren von 5,26 bis 7,69. Seit 1941 gibt es deshalb lebensmittelspezifische Umrechnungsfaktoren, die sogenannten Jones-Faktoren: 5,18 für Nüsse und Samen, 6,38 für Milch, 5,83 für Weizen, 5,95 für Reis.

Die FAO beziffert den Fehler offen: Wer den allgemeinen Faktor statt des spezifischen verwendet, liegt beim Proteingehalt zwischen minus zwei und plus neun Prozent daneben.

Kohlenhydrate aber werden meist überhaupt nicht analysiert. Sie werden als Differenz berechnet:

100 minus (Protein + Fett + Wasser + Asche + Alkohol)

Was übrig bleibt, gilt als Kohlenhydrat. Und die FAO schreibt in einer Fußnote selbst, was das bedeutet: Die Differenzmethode sei zu vermeiden, weil solche Werte die kumulierten Fehler aller anderen Messungen enthalten.

Jede Ungenauigkeit bei Protein, Fett, Wasser und Asche landet am Ende in der Kohlenhydratzahl.

Die Faktoren, die niemand kennt

Über 4-9-4 hinaus stehen in Anhang XIV der Lebensmittelinformationsverordnung noch weitere Werte, und die sind aufschlussreicher als die berühmten drei.

Ballaststoffe: 2 Kilokalorien je Gramm. Ein Pauschalwert für eine Stoffgruppe, die von völlig unverdaulicher Cellulose bis zu weitgehend verwertbaren löslichen Ballaststoffen reicht. Eine einzige Zahl für alles.

Polyole, also Zuckeralkohole: 2,4 Kilokalorien je Gramm. Auch das ein Pauschalwert, obwohl sich Xylit, Sorbit und Maltit im Stoffwechsel unterschiedlich verhalten. Der Wert liegt deutlich unter dem Zucker mit 4 — genau das macht die zuckerfreien Bonbons rechnerisch kalorienärmer.

Erythrit: 0. Der einzige Nährstoff im Anhang, dem der Gesetzgeber ausdrücklich gar keine Energie zubilligt, weil er praktisch unverändert wieder ausgeschieden wird.

Organische Säuren: 3. Salatrim: 6.

Und hier wird es interessant. Die Verordnung nennt für jeden dieser Stoffe zwei Zahlen, eine in Kilojoule und eine in Kilokalorien — und beide sind getrennt gerundet. Rechnet man sie ineinander um, kommt für jeden Stoff ein anderes Verhältnis heraus: bei Ballaststoffen glatt 4,0, bei organischen Säuren dagegen 4,333. Die Spanne zwischen den Umrechnungsverhältnissen beträgt gut acht Prozent — innerhalb derselben Tabelle desselben Anhangs.

Die Referenzmenge auf der Packungsvorderseite, 8 400 kJ zu 2 000 kcal, legt wiederum ein Verhältnis von 4,2 zu 1 nahe. Es stimmt mit keinem einzigen Faktor der Tabelle exakt überein.

Praktisch heißt das: Wer denselben Nährwert einmal in Kilojoule und einmal in Kilokalorien ausrechnet und am Ende umrechnet, bekommt zwei verschiedene Ergebnisse — je nachdem, in welcher Einheit er gerechnet hat. Software für die Nährwertberechnung löst das, indem sie ausschließlich in Kilojoule rechnet und erst ganz am Ende teilt.

Es ist derselbe Effekt wie bei den beiden runden Zahlen ganz am Anfang, nur diesmal nicht in einer Fußnote, sondern in der Rechengrundlage selbst.

Der Mann, der seiner eigenen Bewegung widersprach

Atwaters Zahlen hatten eine Folge, die ihm persönlich teuer zu stehen kam.

Mit dem Respirationskalorimeter, das er zusammen mit dem Physiker Edward Bennett Rosa und dem Chemiker Francis Benedict in der Judd Hall der Wesleyan University betrieb, ließ sich messen, was der Körper mit einem Stoff tatsächlich anfängt. Bei Alkohol lautete das Ergebnis: Er wird oxidiert und ersetzt dabei Fett oder Kohlenhydrate als Brennstoff. Die Menge einer üblichen Flasche Wein, über den Tag verteilt, lieferte messbar Energie.

Alkohol hatte also Nährwert. Genau das bestritt die Abstinenzbewegung.

Atwater gehörte ihr an. Er war Methodist und Mitglied der Temperenzbewegung, und seine eigenen Daten widersprachen ihrer zentralen Behauptung. Er veröffentlichte sie trotzdem.

Die Reaktion kam mit voller Wucht und ist bis heute nachlesbar. Im Sommer 1901 tagte in Saint Paul, Minnesota, die American Medical Temperance Association — ein Zusammenschluss von Ärzten und medizinischen Hochschullehrern, der sich der wissenschaftlichen Erforschung des Alkohols verschrieben hatte. Von zehn dort gehaltenen Vorträgen befassten sich drei mit Atwaters Versuchen. Anschließend verabschiedete die Versammlung einstimmig eine Resolution, die seine Lehre vom Nähr- und Heilwert des Alkohols rundheraus verwarf: Sie stehe im Widerspruch zur wissenschaftlichen Beweislage, und seine Schlussfolgerungen seien durch die Versuchsergebnisse nicht gedeckt.

In Atwaters Nachlass, der heute in der National Agricultural Library und im Archiv der Wesleyan University liegt, findet sich ein eigener Bestand zu diesem Streit: seine Forschungsnotizen zur Temperenzfrage, Korrespondenz — und die Gegenschriften, die mehrere christliche Abstinenzorganisationen gegen ihn veröffentlichten.

1904 erlitt Atwater einen Schlaganfall und konnte nicht weiterarbeiten. Er starb am 22. September 1907, mit dreiundsechzig Jahren.

Der Alkoholwert, um den gestritten wurde, steht heute in Anhang XIV der Lebensmittelinformationsverordnung: 7 Kilokalorien je Gramm. Er ist der einzige der Umrechnungsfaktoren, dessen wissenschaftliche Feststellung ihrem Urheber eine förmliche Verurteilung durch eine Ärztevereinigung eingetragen hat.

Und weil dieser Artikel mit zwei Fehlern im Wort begonnen hat, sei ein dritter erwähnt: Eine amerikanische Geschichtsseite, die Atwaters Leben nacherzählt, beziffert seinen Alkoholbefund mit siebentausend Kalorien je Gramm. Gemeint sind sieben Kilokalorien. Der Fehler um den Faktor tausend — begangen ausgerechnet in einem Text über den Mann, dessen Einheit dabei verrutscht.

1955 wurde nachgebessert. Fast niemand ist mitgegangen.

Dass ein einziger Faktor je Nährstoff zu grob ist, war früh klar. 1955 legten Merrill und Watt Tabellen mit lebensmittelspezifischen Faktoren vor. Die Spannen sind erheblich:

Protein liefert je nach Herkunft zwischen 2,44 und 4,36 Kilokalorien je Gramm — das eine sind manche Gemüse, das andere sind Eier. Bei Kohlenhydraten reicht die Spanne von 2,70 in Zitronensaft bis 4,16 in poliertem Reis. Nur beim Fett ist es ruhig: 8,37 bis 9,02.

Das Extrembeispiel steht ebenfalls im FAO-Bericht: Für den Kohlenhydratanteil von Schokolade reichen die zulässigen Faktoren von 1,33 bis 4,0 Kilokalorien je Gramm. Mehr als das Dreifache.

Wie weit die beiden Systeme auseinanderliegen können, haben Merrill und Watt selbst durchgerechnet. Bei rohen Zitronen liefern die allgemeinen Faktoren 138 Prozent des Werts nach spezifischen Faktoren. Bei grünen Bohnen und Weißkohl 120 Prozent. Bei weißem Reis umgekehrt 97 Prozent.

Bei gemischter Kost aber lag der Unterschied im Schnitt bei rund fünf Prozent, ohne die Ausreißer bei zwei. Und genau das ist der Grund, warum die Welt bei 4-9-4 geblieben ist: Der Aufwand einer Umstellung wäre gewaltig, der Gewinn für den Normalfall klein.

Das USDA rechnet gegen sich selbst

2012 veröffentlichte eine Arbeitsgruppe am Beltsville Human Nutrition Research Center eine Studie. Das ist eine Einrichtung des US-Landwirtschaftsministeriums — also genau der Behörde, deren Nährwerttabellen auf den Atwater-Faktoren beruhen.

Achtzehn gesunde Erwachsene, kontrollierte Ernährung, drei Phasen zu je achtzehn Tagen mit null, 42 oder 84 Gramm Mandeln täglich. In den letzten neun Tagen jeder Phase wurde sämtlicher Urin und Stuhl gesammelt und zusammen mit Proben der Nahrung auf Energiegehalt analysiert.

Nach den Atwater-Faktoren enthält eine Portion von 28 Gramm Mandeln 168 bis 170 Kilokalorien. Tatsächlich verwertet wurden 129. Die Studie beziffert die Überschätzung auf 32 Prozent.

Die Erklärung liegt in der Zellstruktur: Die Zellwände der Mandel schließen einen Teil des Fetts ein. Was nicht aufgeschlossen wird, wird nicht aufgenommen. Deshalb hängt der Wert davon ab, ob die Mandel ganz, gehackt, gemahlen oder als Mus gegessen wird.

Dieselbe Arbeitsgruppe fand entsprechende Abweichungen bei Pistazien, Walnüssen und Cashews.

Wichtig für die Einordnung: Das betrifft Nüsse mit intakter Zellstruktur. Es ist kein Beleg dafür, dass Kalorienangaben allgemein zu hoch wären. Bei den meisten Lebensmitteln sind die Abweichungen klein, und sie gehen in beide Richtungen.

Was rechtlich verlangt ist — und was nicht

Der EU-Leitfaden für die Lebensmittelkontrolle sagt unumwunden, was die Zahl auf der Packung ist: ein Durchschnittswert. Er darf beruhen auf

• einer Analyse des Herstellers,
• einer Berechnung aus den Durchschnittswerten der Zutaten, oder
• einer Berechnung aus allgemein anerkannten Daten.

Zwei von drei zulässigen Wegen sind Rechnungen aus Tabellenwerten. Eine Laboranalyse ist nicht vorgeschrieben.

Dazu kommen Toleranzen. Bei Kohlenhydraten und Fett im mittleren Bereich sind es ± 20 Prozent. Deklariert ein Hersteller 30 Gramm Kohlenhydrate je 100 Gramm, deckt das rechnerisch eine Spanne von 23,6 bis 36,5 Gramm ab.

Das klingt schlimmer, als es ist, und zwei Einschränkungen gehören zwingend dazu. Erstens sind Toleranzen Kontrollmaßstäbe, keine erlaubte Schlamperei beim Deklarieren — der angegebene Wert muss den tatsächlichen Durchschnitt so genau wie möglich wiedergeben. Zweitens verlangt der Leitfaden ausdrücklich, dass Hersteller sich „nach bestem Wissen und Gewissen" bemühen und die Werte nicht am Rand des Toleranzbereichs ansetzen. Bei Fett, Zucker und Salz dürfen die Angaben nicht am unteren Rand liegen, wenn der wahre Wert darüber läge. Und der Wert muss über die gesamte Haltbarkeitsdauer stimmen.

Nebenbei erklärt derselbe Leitfaden, warum auf keiner Packung „52,3 kcal" steht: Energie ist auf volle Kilojoule und Kilokalorien zu runden, ohne Dezimalstellen.

Dieselbe Portion, zwei Kontinente, zwei legale Zahlen

Und dann ist da diese Frage, die jemand der EU-Kommission gestellt hat: Darf ein Hersteller, der in Europa und in den USA verkauft, beide Nährwerttabellen auf die Packung drucken?

Die Antwort steht in der amtlichen Bekanntmachung von 2018 und lautet nein. Begründung: Das könnte Verbraucher in die Irre führen, weil in den USA andere Umrechnungsfaktoren verwendet werden.

Wie anders, zeigt ein Blick in die Regelwerke. Der Codex Alimentarius und die EU schreiben die allgemeinen Faktoren vor — 17, 37, 17 Kilojoule je Gramm. Die USA erlauben fünf verschiedene Rechenwege, und der Hersteller darf wählen:

Fünf Wege, ein Lebensmittel, fünf mögliche Zahlen. Alle legal.

Wie viele Möglichkeiten es insgesamt gibt, hat die FAO ausgerechnet. Der Satz steht in Kapitel 3.5.6 ihres Berichts und ist der ehrlichste der ganzen Recherche: Theoretisch gebe es 975 Kombinationen für die energieliefernden Bestandteile eines Lebensmittels — dreizehn Definitionen für Protein, mal drei für Fett, mal fünf für Kohlenhydrate, mal fünf für Ballaststoffe. Jede führt zu einem anderen Nährwert. Und die anerkannten Umrechnungsfaktoren, fügt die FAO hinzu, erhöhen diese Zahl noch.

Ihr eigenes Fazit im selben Absatz: Ein einheitlicheres System sei eindeutig nötig.

Die Europäische Kommission ist sich dieses Unterschieds vollkommen bewusst. In ihrer amtlichen Fragen-und-Antworten-Bekanntmachung zur Verordnung wird gefragt, ob ein Hersteller, der in mehrere Länder liefert, zusätzlich zur europäischen auch eine Nährwertdeklaration in der von den USA und Kanada geforderten Form auf die Packung drucken darf.

Die Antwort ist ein klares Nein. Begründung: Eine solche Kennzeichnung stünde nicht im Einklang mit den europäischen Anforderungen — und sie könnte für Verbraucher irreführend sein, weil in den Vereinigten Staaten andere Umrechnungsfaktoren für Brennwert und Nährstoffmenge verwendet werden.

Damit sagt die Kommission in einem amtlichen Dokument, was dieser Artikel Abschnitt für Abschnitt zusammenträgt: Die Kalorienangabe ist kein Naturwert, sondern das Ergebnis eines Rechenwegs. Steht der falsche Rechenweg daneben, wird sie irreführend — nicht, weil eine der beiden Zahlen falsch wäre, sondern weil beide für sich richtig sind.

Es gäbe eine Alternative. Sie wurde geprüft und verworfen.

Es gibt einen ausgearbeiteten Gegenvorschlag, der zusätzlich die Verdauungswärme abzieht. Protein läge darin bei 3,2 statt 4,0 Kilokalorien je Gramm, Ballaststoffe bei 1,4 statt 2,0, Alkohol bei 6,3 statt 7,0. Fett und Kohlenhydrate blieben unverändert.

Für gemischte Kost ergäbe das vier bis sechs Prozent weniger. Die FAO hat es 2002 geprüft und sich dagegen entschieden — mit einer Begründung, die man zweimal lesen muss: Die Empfehlungen für den täglichen Energiebedarf beruhen auf Messungen des Energieverbrauchs und passen konzeptionell zum bisherigen System. Änderte man nur die eine Seite, passten Bedarf und Zufuhr nicht mehr zusammen.

Man behält also die Konvention, damit beide Seiten der Rechnung zueinander passen. Das ist keine Bequemlichkeit, sondern Konsequenz.

Wie groß der Unterschied sein kann, zeigt ein Beispiel aus demselben Bericht: 100 Milliliter Muttermilch enthalten 253 Kilojoule nach spezifischen Atwater-Faktoren, 259 nach allgemeinen und 248 nach dem neuen System. Dieselbe Flüssigkeit, drei Zahlen.

Was die Zahl ist

Sie ist nicht falsch. Sie ist eine gerundete Schätzung nach einer Konvention, die 1896 aufgestellt wurde, seither einmal ernsthaft überarbeitet und dann bewusst beibehalten wurde. Sie beruht auf Faktoren, die Durchschnitte sind, angewandt auf Nährstoffmengen, von denen eine über einen Umweg bestimmt und eine andere gar nicht gemessen, sondern als Rest errechnet wird.

Für den Zweck, für den sie gebaut wurde — Lebensmittel miteinander vergleichbar zu machen — funktioniert sie gut. Sie war nie eine Messung an dem Stück, das man in der Hand hält.