Ein Glas frische Milch ist selbstverständlich weiß, so selbstverständlich, dass kaum jemand nach dem Grund fragt. Dabei steckt in der Milch kein einziger weißer Farbstoff, kein Pigment, das die Farbe erklären würde. Milch besteht zum größten Teil aus klarem Wasser, und dennoch erscheint sie undurchsichtig weiß. Die Antwort auf die Frage, warum Milch weiß ist, liegt nicht in einem Farbstoff, sondern im Verhalten des Lichts. Derselbe Effekt lässt auch Schnee und Wolken weiß leuchten, obwohl beide aus farblosem Wasser bestehen.
Um zu verstehen, wie eine farblose Flüssigkeit weiß wirken kann, hilft ein Blick auf das Licht selbst. Weißes Tageslicht ist ein Gemisch aus allen Farben des Regenbogens. Trifft es auf einen Gegenstand, entscheidet dessen Beschaffenheit darüber, welche Farben geschluckt und welche zurückgeworfen werden. Ein rotes Objekt etwa absorbiert die meisten Farbanteile und wirft nur das Rot zurück. Milch dagegen enthält keine Stoffe, die einzelne Farben gezielt schlucken. Stattdessen wird das gesamte Licht in alle Richtungen abgelenkt und zerstreut. Wenn ein Material alle Farben des Lichts gleichmäßig zurückwirft, nimmt das Auge die Summe als Weiß wahr. Genau das geschieht in der Milch. Sie erscheint nicht weiß, weil sie eine weiße Substanz enthält, sondern weil sie das auftreffende Licht vollständig und ungeordnet zurückstreut, ohne eine Farbe zu bevorzugen.
Verantwortlich für diese Streuung sind winzige Teilchen, die in der Milch schweben. Milch ist keine klare Lösung, sondern eine trübe Mischung, in der feinste Bestandteile fein verteilt sind. Dazu gehören vor allem kleine Zusammenballungen aus Eiweiß sowie mikroskopisch kleine Fetttröpfchen. Diese Teilchen sind so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, aber zahlreich genug, um das Licht auf seinem Weg durch die Flüssigkeit immer wieder abzulenken. Jeder Lichtstrahl wird an unzähligen dieser Teilchen gestreut, bis er die Flüssigkeit in irgendeiner Richtung wieder verlässt. Weil dieser Vorgang alle Farben gleichermaßen betrifft, entsteht der Eindruck eines satten, gleichmäßigen Weiß. Die Milch verdankt ihre Farbe also ihren kleinsten Bestandteilen und der Art, wie diese das Licht behandeln, nicht einem eingelagerten Farbstoff.
Milch ist weiß, weil das Licht an ihren winzigen Bestandteilen gestreut wird und nicht, weil sie einen weißen Farbstoff enthält. In der Flüssigkeit schweben feinste Eiweißteilchen und Fetttröpfchen, die das gesamte Licht in alle Richtungen ablenken. Da dabei alle Farben gleichmäßig zurückgeworfen werden, nimmt das Auge die Milch als weiß wahr. Dieses Prinzip trägt den Namen Lichtstreuung und erklärt zugleich, warum viele Stoffe aus farblosen Bausteinen dennoch weiß aussehen. Reines Wasser ist durchsichtig, weil das Licht es nahezu ungehindert durchdringt. Sobald aber sehr viele kleine Teilchen im Wasser verteilt sind, findet das Licht keinen geraden Weg mehr, sondern wird an jedem Teilchen erneut abgelenkt. Aus vielen solcher Ablenkungen entsteht der undurchsichtige, weiße Gesamteindruck. Milch ist damit ein alltägliches Beispiel für einen Effekt, der überall dort auftritt, wo Licht auf viele winzige Streuzentren trifft.
Die wichtigsten Streuteilchen der Milch sind kleine Kügelchen aus Milcheiweiß, die als Kaseinmizellen bezeichnet werden, sowie feinste Fetttröpfchen. Die Kaseinmizellen sind Zusammenballungen aus Eiweißmolekülen und Mineralstoffen, die in großer Zahl in der Milch schweben. Sie sind besonders wirksam darin, Licht aller Farben zu streuen, und tragen den Hauptteil zur weißen Farbe bei. Die Fetttröpfchen verstärken diesen Effekt zusätzlich, weshalb der Fettgehalt einen sichtbaren Einfluss auf das Aussehen hat. Vollmilch mit hohem Fettanteil wirkt satter und cremiger weiß, während fettarme oder entrahmte Milch oft einen leicht bläulichen Schimmer zeigt. Dieser bläuliche Ton entsteht, weil bei wenig Fett vor allem die sehr kleinen Eiweißteilchen streuen, die kurzwelliges, also bläuliches Licht etwas stärker ablenken. So verrät die Farbe der Milch bereits etwas über ihre Zusammensetzung, ohne dass man sie kosten müsste.
Das Prinzip hinter der weißen Milch begegnet uns in der Natur immer wieder. Schnee besteht aus nichts anderem als gefrorenem Wasser, und Eis ist für sich genommen durchsichtig. Dennoch leuchtet frisch gefallener Schnee strahlend weiß, weil er aus unzähligen winzigen Eiskristallen mit vielen Oberflächen und Zwischenräumen besteht, an denen das Licht in alle Richtungen gestreut wird. Auch Wolken bestehen aus feinsten Wassertröpfchen, an denen sich das Licht bricht und zurückwirft, weshalb sie meist weiß erscheinen. In all diesen Fällen fehlt ein weißer Farbstoff vollständig, und trotzdem entsteht ein kräftiges Weiß. Milch reiht sich nahtlos in diese Beispiele ein. Sie zeigt im Kleinen, was Schnee und Wolken im Großen vorführen: Weiß ist hier nicht die Eigenschaft eines Stoffes, sondern das Ergebnis vielfach gestreuten Lichts an zahllosen kleinen Teilchen.
Weil die weiße Farbe unmittelbar mit den Inhaltsstoffen zusammenhängt, lässt sich aus dem Aussehen der Milch einiges ablesen. Ein hoher Gehalt an Eiweiß und Fett sorgt für ein volles, deckendes Weiß, während ein geringerer Fettanteil die Milch dünner und bläulicher wirken lässt. Ein leichter gelblicher Ton kann von bestimmten natürlichen Begleitstoffen stammen, etwa von Farbstoffen aus dem Futter der Kühe, die sich im Fett anreichern. Diese Nuancen ändern nichts am grundlegenden Prinzip, dass die weiße Grundfarbe der Milch durch Lichtstreuung entsteht. Was als banale Alltagsbeobachtung beginnt, führt somit zu einem grundlegenden Effekt der Optik. Das nächste Glas Milch ist damit ein kleines Anschauungsstück dafür, wie aus farblosem Wasser, verteilten Eiweißteilchen und Fetttröpfchen ein sattes Weiß entsteht, ganz ohne jeden Farbstoff.