为什么奶（乳汁）几乎都是乳白色？ 第1页

牛奶的乳白色是结构色^[1]和色素共同作用的结果。

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丁达尔效应确实是牛奶浑浊的原因。但是造成光线散射的主要成分是被膜结构包被的乳脂颗粒。未经处理的牛奶中乳脂颗粒的直径在1-10μm之间^[3]，白光经散射后波长基本不变。 @赵泠 答案中提到的酪蛋白胶束平均直径为150nm^[4]，对应可见光波长的2πr/λ约0.3到0.6，正好处于瑞利散射和米氏散射的交界区。而瑞利散射更容易散射蓝光。因此酪蛋白胶体溶液的颜色应该为饱和度较低的蓝灰色。

那么，本该是蓝色的牛奶为什么看起来是乳白色的？这是因为牛奶中含有不少的核黄素和胡萝卜素，这两种物质在溶液中能有效的吸收蓝光。所以牛奶的颜色看起来不但一点都不蓝，甚至还有点偏黄。牛奶中一些脂肪酸和萜类物质也呈黄色。 但是这些成分较为复杂，显色受光源和其他因素影响也比较明显。暂且忽略。

牛奶中核黄素的浓度基本恒定^[5]，而胡萝卜素的含量很容易受到气候和饲料成分的影响^[6]。草饲牛在春夏季会从青饲料中摄入更多的胡萝卜素，导致其产出的奶偏黄。这一区别在高脂肪含量的奶制品中尤其明显。

如果牛奶经过高压均质，脂肪颗粒会被破碎至1μm以下，瑞利散射的占比上升，人眼看起来更白（其实是更偏蓝）。正常的巴氏消毒和UHT处理不会影响牛奶的外观，但如果牛奶经过多次加热则可能发生梅拉德反应，产生一些褐色物质让牛奶看起来偏黄。因此大部分国家的消费者对液体奶会有“颜色越白越新鲜”的刻板印象。因此奶农会严格控制饲料中胡萝卜素的含量。放羊奶牛的草场上如果发现了榕叶毛茛，蒲公英等含胡萝卜素较多的杂草必须及时清理，如果草料被污染可能会导致产品因为颜色不合格被压价甚至拒收。

这种做法的负面效果就是奶制品的颜色会偏浅，需要加入胭脂树橙（E160b）等食用色素才能符合一般人对奶制品的印象。

羊奶^[7]，水牛奶^[8]和人奶^[9]中胡萝卜素含量几乎为零，因此在黄油奶酪等去掉了大部分水溶性成分的乳制品里颜色也更接近纯白。

参考

1. ^ 光入射到空间周期与波长相近的物体上时，由光的散射、干涉或衍射作用而产生的颜色
2. ^ https://www.eclat-digital.com/2020/06/18/1821/
3. ^ https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00895542/PDF/hal-00895542.pdf
4. ^ https://www.journalofdairyscience.org/article/S0022-0302(84)81332-6/pdf
5. ^ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022030241953845
6. ^ https://www.journalofdairyscience.org/article/S0022-0302(07)71955-0/pdf
7. ^ https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1541-4337.12250
8. ^ https://www.journalofdairyscience.org/article/S0022-0302(19)30744-1/abstract
9. ^ 不考虑大量摄入外源胡萝卜素导致的溢出

自然界存在的乳汁所含的水、脂肪、蛋白质混合在一起，形成反射各个频率的可见光的微小颗粒，在白光下在人的肉眼看来倾向于白色。

以牛奶为例，其所含的酪蛋白、钙离子、磷酸盐在水中聚集在一起，形成称为酪蛋白胶束^[1]的微小颗粒。照射到酪蛋白胶束上的光线会发生折射和散射，与脂肪等成分共同作用，从而让牛奶在白光下呈现白色。

• 自然状态下，由于奶牛品种不同、牧场条件不一，牛奶的颜色有一定的差别。而且，牛奶所含的浅黄色脂肪或奶油会在静置状态下逐渐漂浮到顶部，使下方的奶的颜色发生些许改变。
• 现在市售的大多数牛奶经过均质处理，让牛奶在压力下通过非常细的喷嘴，来均匀地分散脂肪和蛋白质胶束，从而创造出均匀的质地、味道和白色。
• 许多国家的食品标准允许企业调整牛奶所含的乳糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质，以生产出品质一致的产品。

“奶制品”是以奶为基本原料加工而成的，“奶饮品”是原料含有奶或成品像是奶的饮品，在商品名不含人们印象里有特定颜色的东西时，如果其颜色做得不像人们对奶的印象，那么就有概率引起消费者的猜疑：

• 这是有什么色素、混进了杂质还是变质了呢，会不会有害健康？

生产厂家通常都不想自找麻烦。因此，“奶制品”“奶饮品”要么做成类似奶的乳白色，要么标称“草莓牛奶饮品”“巧克力牛奶饮品”之类并做成人们印象里与那种有特定颜色的食物相对应的颜色。

参考

1. ^ 胶束(Micelle)通常指在水溶液中，表面活性剂浓度达到一定值后大量形成的分子有序聚集体。酪氨酸呈略疏水性，在牛奶中被包覆在酪蛋白胶束中，这和表面活性剂形成的胶束有差别：它们的疏水端在外，胶束内部高度亲水。目前有许多不同的模型试图解释胶束内酪蛋白的特殊结构，还没有达成共识。