Flüssige Sahne, eine Mischung aus Wasser, Fett und Eiweißen, ist eigentlich Milch mit hohem Fettanteil. In flüssiger Sahne steckt das Fett in winzigen Bläschen, die umgeben sind von Proteinen. Die Milcheiweiße fungieren als Emulgatoren – ermöglichen also, dass sich Fett und Wasser vermischen. Sie lagern sich so an die Fettkügelchen, dass innen ihr fettliebender und außen ihr wasserliebender Anteil liegt. Die Fettmoleküle kommen dadurch nicht direkt mit den Wassermolekülen in Berührung, aber sie können sich im Wasser gleichmäßig verteilen. Sahne ist also eine Öl-in-Wasser-Emulsion.
Schlägt man die Sahne, werden Luftbläschen unter die Flüssigkeit gemischt: Schaum entsteht. Die Luftbläschen können aus dem Schaum nicht mehr entweichen, weil sie schnell von einer dünnen Protein-Schicht umgeben werden, deren wasserabweisende Abschnitte sich um die Luftblasen schmiegen. Wenn man Milchschaum für den Cappucino herstellt, fällt der meist recht schnell wieder in sich zusammen. In der Sahne dagegen stabilisieren die vielen Fettbläschen den Schaum. Geschlagene Sahne ist also ein hoch strukturiertes Gebilde – Chemiker sprechen von einem Lamellensystem – aus Luft, Wasser, Proteinen und Fett.
Schlägt man die feste Sahne weiter, so werden die Fettbläschen wieder zerstört. Die Fettmoleküle lagern sich zu immer größeren Komplexen zusammen und verdrängen schließlich Gas und Wasser. Das Resultat sind Butter und Buttermilch.
