微生物を利用してアミノ酸を生産するには、アミノ酸生産の潜在能力の高い微生物を探し出すことが重要です。自然の土の中1グラムには約1億個の微生物が存在しています。その中から有用な微生物を探し出します。
発酵法に適した微生物が見つかると、さらにその能力を高めること、すなわち微生物のもっている能力を最大限に活かすための改良が必要になります。
一般に微生物は20種類のアミノ酸を微生物自身が必要な量だけしか生産しません。必要量のアミノ酸しかつくらないように、酵素の量と質を調節する機構を持っているので、目的のアミノ酸だけを大量につくるときは、この調節機構をはずす必要があります。
生産されるアミノ酸の量は、酵素の量と質によって決まります。つまり目的とするアミノ酸の生成に関与する酵素が働ける状態でたくさん存在すれば、生産されるアミノ酸量は増え、逆に、少なければそのアミノ酸量は減少します。微生物がA→(a)→B→(b)→C→(c)→Dという代謝経路を持つとき（a、b、cは酵素）、Cというアミノ酸だけを大量につくるためには、酵素a、bの働きを強め、酵素cの働きをなくせばよいわけです。これを可能にするためにいろいろな手法を使って菌株を改良するわけです。
発酵を行うタンクに、さとうきび、とうもろこし、キャッサバなどを原料とした糖蜜や糖を入れて、攪拌する条件や空気の供給、温度やpHなどが最適となるように条件を設定します。この培養液から目的とするアミノ酸だけを純粋に取り出します。