GABA được phân bố rộng rãi trong tự nhiên. GABA có nhiều nhất trong não của các động vật có vú. Các thụ thể GABA được tìm thấy trong cơ thể con người, bao gồm cả não, hệ thống thần kinh trung ương, phổi, gan, đường tiêu hóa, tinh trùng, tinh hoàn, tuyến vú, và các tế bào khối u gan. Ngoài ra GABA còn tồn tại với một lượng thấp trong một số loại thực vật, ngũ cốc như mầm cám gạo, giá đỗ, đậu tương, cà chua, chuối, rau bina, lá chè xanh… GABA cũng được tìm thấy ở một số vi sinh vật như vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc[32].
Sau khi phát hiện ra các chức năng quan trọng của GABA thì việc nghiên cứu ứng dụng sản xuất GABA rất được quan tâm. Mặc dù GABA được tìm thấy với hàm lượng lớn trong não động vật có vú, những nguồn này
không thể áp dụng được trong sản xuất. Hàm lượng GABA sinh tổng hợp được trong thực vật thì thấp. Vì vậy nguồn sinh tổng hợp GABA từ vi sinh vật chiếm nhiều ưu điểm hơn cả. E.coli là vi sinh vật đầu tiên được ứng dụng trong sản xuất GABA, nhưng có quá nhiều khó khăn và nguy hiểm tồn tại trong quá trình lên men bởi E.coli. Một số chất độc trong quá trình tổng hợp GABA bởi chủng E.coli là nguyên nhân gây một số bệnh ở người[18]. Do vậy, các nhà nghiên cứu đã nỗ lực tìm kiếm ra nguồn vi sinh vật khác có khả năng sinh tổng hợp GABA an toàn hơn như các chủng vi khuẩn lactic. Chúng được nghiên cứu rộng rãi và ứng dụng trong sản xuất GABA trong những năm gần đây. Trong đó Lactobacillus brevis, L. paracasei, L. plantarum, Lactococcus lactis là những chủng vi khuẩn lactic được nghiên cứu và ứng dụng để sản xuất thực phẩm giàu GABA và dược phẩm tổng hợp GABA.