Enzim üretimi, kapalı biyoreaktörlerde (fermentör) derin kültür fermantasyonu olarak adlandırılan yöntem ile gerçekleştirilir.
Derin kültür fermantasyonunda mikroorganizmalar, enzim üretimini optimize edecek şekilde tasarlanmış ve proses şartlarının kontrolüne imkan sağlayacak uygun ekipmanlarla donatılmış tanklarda (biyoreaktör/fermentör) çoğalır ve çoğalma ortamlarına enzim salgılarlar.
Biyoreaktörler, mikroorganizmaların gelişip çoğalabilecekleri ortamı sağlamak amacıyla besiyeri olarak adlandırılan ve mikroorganizmaların ihtiyaç duydukları besin maddelerini içeren sıvı ile doldurulur. Besiyeri, mikroorganizmanın gereksinimlerine göre optimize edilmiş yenilenebilir kaynaklardan elde edilen çeşitli hammaddelerden/mineral tuzlardan oluşur.
Tohum kültür olarak adlandırılan ve üretim ölçeğine göre daha küçük ölçekteki biyoreaktörlerde çoğaltılan mikroorganizmalar, yeterli çoğalmayı gösterdiklerinde asıl üretimin gerçekleşeceği büyük ölçekteki biyoreaktörlere transfer edilirler. Üretimin her aşaması için geçerli olmak üzere çoğaltılmak istenen mikroorganizmanın biyoreaktörlere transferinden önce, kullanılan biyoreaktör ve besiyerleri steril edilerek yalnızca istenen mikroorganizmanın çoğalmasına imkan tanınır.
Fermantasyonda mikroorganizmalar, sıcaklık, pH, çözünmüş oksijen miktarı gibi parametrelerin sıkı şekilde kontrol altında tutulduğu, iyi karıştırılan ve havalandırılan biyoreaktörlerde optimal koşullar altında çoğalır ve fermantasyon sıvısına enzim salgılarlar. Tohum kültürlerinden üretim ölçeğindeki fermantasyonun sonuna kadar her bir aşama titizlikle takip edilerek proses içi kontrollere tabi tutulur. Böylece mikroorganizmaların fermantasyon sıvısına maksimum verimde enzim salgılaması sağlanır.