第一步：NH4+和供氫體還原性輔酶II（NADPH2）存在的條件下，α-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶（GHD）的催化下，發生還原氨基化反應，或轉氨酶（AT）催化轉氨反應，或谷氨酸合成酶（GS）催化，形成谷氨酸。
GHD方程式：HOOC-CO-CH2-CH2-COOH+NADPH+H++NH4+→HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH+H2O+NADP+
AT方程式：HOOC-CO-CH2-CH2-COOH+COOH-CHNH2-R→HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH+COOH-CO-R
GS方程式：HOOC-CO-CH2-CH2-COOH+COOH-CHNH2-CH2-CH2-COOH+NADPH+H+→HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH+NADP [6]
第二步：谷氨酸發酵液與鹽酸離心攪拌并育晶、攪拌、沉淀生成谷氨酸鈉。