奶牛属于反自动物，有一个类似于发酵罐作用的瘤胃。进入反自动物体内的含氮化合物包括蛋白质、氨基酸和非蛋白氮化合物，被瘤胃内的微生物及其所分泌的酶降解或被瘤胃微生物利用合成菌体蛋白。饲料蛋白质中60％～80％在瘤胃内降解，剩下的20％～40%直接进入皱胃和小肠。由此可见，反刍动物的蛋白质主要来自于微生物菌体蛋白质，而瘤胃微生物所需的氮源可来自于蛋白质饲料如豆粕、棉粕等，也可来自于非蛋白氮如尿素、氨等，它们都能满足菌体生长繁殖对氮的需求。因此，奶牛饲料蛋白质在瘤胃中的转化可分为饲料蛋白质降解和微生物蛋白质的合成。
1 饲料蛋白质在瘤胃内的降解
当瘤胃微生物与饲料蛋白质接触后，瘤胃微生物分泌的蛋白质分解酶与肽酶将食入的蛋白质水解，变为肽与游离氨基酸，这些游离氨基酸一部分可直接被利用以合成微生物蛋白质或微生物的其他成分；如细胞壁和核酸，其他氨基酸被继续分解而产生挥发脂肪酸、二氧化碳与氨。氨的一部分被微生物利用，但是大部分通过瘤胃壁扩散进入肝脏转化为尿素。尿素的一部分通过唾液和瘤胃的稀释扩散作用再循环至瘤胃，而其他部分通过肾脏和泌乳排出。
2 瘤胃微生物蛋白质的合成
瘤胃微生物利用饲料蛋白质的降解物（肽、氨基酸和氨）合成微生物蛋白质。NRC（1989）报道，微生物蛋白质可提供日产奶45kg奶牛所需蛋白质的39％～79％。Clark（1992）研究表明，奶牛食糜蛋白质中的59％为微生物蛋白质。由此可见饲料蛋白质转化为微生物蛋白质的重要性。
尿素等一些非蛋白氮类化合物，虽然不是蛋白质，但却能为反刍动物瘤胃微生物蛋白质的合成提供氮源，继而满足宿主对蛋白质的需要。在反刍动物的癌胃中，寄生着大量的细菌和纤毛虫等微生物。由细菌分泌出来的尿酶，把尿素分解为氨（NH3）和二氧化碳（CO2）。细菌以氨为原料，以化合物分解物有机酸为能源，大殖。奶牛采食尿素后5～6小时，瘤胃中的细菌猛增几倍。纤毛虫又大量吃掉细菌而大量繁殖。所以，奶牛吃了尿素后10～16小时，细菌猛减，而纤毛虫猛增。利用尿素而繁殖的大量细菌和纤毛虫进入真胃和肠道后，被胃液杀死，作为优质蛋白质而被奶牛吸收利用。因此，在奶牛的日粮中合理的添加非蛋白氮可以减少蛋白质的添加量，这样既能节省紧缺的蛋白质资源，又可大大降低生产成本。
