Koemelk bevat 3,5% eiwit. Daarvan is 80% caseïne en 20% wei-eiwit.
Caseïne is vooral van belang voor de beschikbaarheid van calcium en fosfaat uit melkproducten. Zonder caseïne zouden calcium en fosfaat in melk een onoplosbare complex vormen en niet voor absorptie beschikbaar zijn.
Wei-eiwit bestaat uit diverse globulines, albumines en ferrines. Deze eiwitten worden ook wel bioactieve peptiden genoemd. Ze spelen mogelijk een rol in het afweersysteem van het lichaam. Lactoferrine en immunoglobuline (IgA, IgG, IgM) zijn bijvoorbeeld belangrijke antimicrobiële eiwitten. Ze kunnen zich als antilichamen hechten aan verschillende bacteriën en sporen. Lactoferrine bevordert ook de opname van ijzer en andere mineralen als koper en mangaan in de darm.
Wei-eiwit heeft een ook hoog gehalte aan het essentiële aminozuur tryptofaan. Tryptofaan is een voorloper van het B-vitamine niacine. Hierdoor is melk indirect een uitstekende bron van niacine.
