Een melkveerantsoen is samengesteld uit verschillende voedermiddelen. Deze voedermiddelen bevatten een aandeel vocht en een aandeel droge stof. De droge stof kan dan nog worden opgesplitst in anorganische stof (mineralen) en organische stof. De organische stof van het melkveerantsoen bestaat gemiddeld uit ca. 65%-75% koolhydraten, ca. 18-22% ruw eiwit en ca. 5% ruw vet. De koolhydraten kunnen worden onderverdeeld in drie groepen: celwanden, suiker en zetmeel. Bij de vertering van de organische stof in de pens en de dunne darm ontstaan voedingstoffen die door de melkkoe worden benut.
Koolhydraten
Een groot deel van de koolhydraten wordt in de pens afgebroken (onbestendig deel). Het deel dat niet in de pens wordt afgebroken (bestendig deel) kan gedeeltelijk in de darm worden verteerd terwijl het resterend deel het dier onverteerd verlaat via de mest. De koolhydraten, kunnen worden onderverdeeld in drie groepen: celwanden, suiker en zetmeel. De celwanden bestaan uit pectinen, cellulose en hemicellulose. Bij de planten vermindert de verteerbaarheid van de celwanden naarmate de plant ouder wordt (jong gemaaid gras bevat veel goed verteerbare celwanden terwijl ouder gras meer moeilijk verteerbare celwanden bevat). Suikers zitten vooral in vegetatief geoogste producten (in groene plantendelen; suikers worden gemaakt door fotosynthese bv. gras of opgeslagen in wortels bv. Bieten) terwijl zetmeel in de zaden (maïskorrel, tarwe korrel) voorkomt. Bij de afbraak van de koolhydraten in de pens ontstaan vluchtige vetzuren, waarvan azijnzuur, propionzuur en boterzuur de belangrijkste zijn. Azijnzuur en boterzuur worden gebruikt voor de vorming van melkvet en worden ketogene nutriënten genoemd. Propionzuur daarentegen wordt in de lever omgezet in glucose. Bestendig zetmeel kan in de dunne darm worden verteerd tot glucose. Glucose wordt gebruikt voor de vorming van lactose (melksuiker) en noemen we een glucogene nutriënt. Het omzetten van bestendig zetmeel in de dunne darm is efficiënter dan de microbiële fermentatie. Ondanks een positieve relatie tussen de hoeveelheid bestendig zetmeel en de verteerbaarheid in de dunne darm neemt de efficiëntie van de verteerbaarheid in de dunne darm van zetmeel af naarmate de hoeveelheid bestendig zetmeel in het rantsoen toeneemt.
Eiwit
Het voereiwit wordt in de pens gedeeltelijk afgebroken tot voornamelijk ammoniak (NH3). Dit ammoniak kan, mits er gelijktijdig voldoende energie voor de microben aanwezig is, worden omgezet in microbiëel eiwit. Dit microbiëel eiwit wordt evenals het verteerbare deel van het bestendige voereiwit op darmniveau verteerd tot aminozuren. Aminozuren zijn de bouwstenen voor melkeiwit en behoren daarmee tot de aminogene nutriënten.
Vetten
Vetten uit het voer passeren voor het grootste deel onaangetast de pens. Vetten leveren geen bijdrage aan de energievoorziening van de pensmicroben. In de dunne darm worden vetten verteerd tot langketenige vetzuren en glyceriden. Deze worden gebruikt voor de vorming van melkvet en behoren daarmee tot de ketogene nutriënten. De hoeveelheid vet in het rantsoen dient beperkt te blijven in verband met een negatieve invloed van bepaalde vetten op de vertering van celwanden en op het verloop van de pensfermentatie. Veel vet in het rantsoen leidt tot een verminderde energievoorziening van de pensmicroben waardoor de microbiële eiwitproductie kan dalen. Het totale vetgehalte in een rantsoen gaat best niet boven de 5%.
