Còn gọi là phương pháp nuôi cấy bề sâu. Phương pháp này vi sinh vật được nuôi trong môi trường lỏng và được nuôi trong các thùng lên men. Các thiết bị lên men được lắp đặt hệ thống điều khiển cánh khuấy, hệ thống cung cấp õi, hệ thống điều chỉnh pH và nông độ các chất dinh dưỡng. Trong đó hệ thống điều hòa không khí và hệ thống khuấy trộn có ý nghĩa rất lớn (Nguyễn Đức Lượng, 2004). Tùy theo chủng loại vi sinh vật mà thành phần của môi trường lỏng sẽ được thay đổi cho thích hợp.
Phương pháp này được dùng phổ biến trong lên men qui mô công nghiệp. So với phương pháp nuôi cấy bề mặt, phương pháp nuôi cấy chìm ít choáng diện tích bề mặt, dễ cơ giới hóa và tự động hóa trong quá trình theo dõi. Tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi đầu tư nhiều chi phí cho trang thiết bị.
Phương pháp này có ưu điểm là dễ dàng cơ giới hóa, tự động hóa, ít tốn diện tích, song chúng đòi hỏi sự đầu tư lớn, khó được thực hiện ở nhiều nơi, và sẽ rất khó khăn trong việc xử lí sự xâm nhập của các vi sinh vật lạ.
2.7. Thu nhận enzyme từ môi trường nuôi cấy bề mặt 2.7.1. Trích ly enzyme từ môi trường nuôi cấy bề mặt
Enzyme ngoại bào sẽ tồn tại trong tế bào vi sinh vật với hàm lượng rất thấp so với các thành phần khác. Khi chiết rút enzyme từ canh trường ta thu được không chỉ enzyme hòa tan trong nước mà còn thu được rất nhiều sản phẩm thủy phân từ cơ chất môt trường và các chất do nấm mốc tạo ra trong quá trình sinh trưởng và phát triển.
Các enzyme thường là những chất hữu cơ không bền dễ bị biến tính khi bị tác động bởi các yếu tố bên ngoài. Do đó, việc tách và thu nhận enzyme là điều không dễ.
Để chiết rút enzyme từ môi trường bán rắn, ta thường dùng nước, các dung dịch muối trung tính hay các dung dịch đệm thích hợp. Trong đó, nước thường được dùng nhiều nhất vì sự thuận tiện và cho kết quả cao. Enzyme từ môi trường khuếch tán vào nước do sự chênh lệch nồng độ. Nước có thể chiết tách 90 – 95% enzyme trong canh trường. Nước thường dùng chiết tách có nhiệt độ 25 - 280C.
Trong quá trình nấm mốc sinh trưởng trên môi trường bán rắn, các vật chất khô trong môi trường sẽ bị hòa tan thủy phân khoảng 33 - 35%, tinh bột sẽ bị thủy phân hoàn toàn và trong môi trường sẽ còn lại phần đường mà sinh vật chưa sử dụng hết.