植物細胞通常相當大(相對於微生物而言)且其細胞壁叫粗糙,培養植物細胞時細胞之形狀及大小差異很大,不像其他微生物,植物細胞懸浮培養時容易發生絮聚現像,絮聚體結構對於二次代謝物之製造會產生不良效果,如影響生物反應器攪拌使細胞分散不能均勻,且絮聚體內之微環境和外界不一致,則使反應器之操作更為困難。
這些絮聚體之直徑可以大到 2 mm,其內包含數千個細胞,絮聚體之形成為細胞分裂時無分散開之細胞,或其他未知原因之細胞聚絮,但其共通性為結構組織鬆散,其平均大小及分佈可因培養環境而改變。
大體積及粗糙之細胞壁使植物細胞對剪力的敏感度增加,剪力為流體與流經物體之表面所產生的作用力,流體之速度斷面由生物反應之攪拌葉產生,而細胞處於此種速度斷面下將受剪力傷害,因此以生物反應器培養植物細胞,初期通常將攪拌速度降低以減輕剪力所造成的傷害。
植物細胞之生長率很慢,倍數增加需2-3天或更久,因此其氧氣的需求度相當低,但這也使得植物細胞生物反應器培養需要2-3星期時間,故如何使生物反應器能長時間保持無菌狀態是其重點所在,若反應器受微生物感染,微生物將在短時間內生長超過植物細胞,則先前之培養將付之一炬。
由於植物細胞培養時間長,一年內只能培養數個批次,故於應用上都希望將生物反應器之槽體體積擴大,使一次培養之產量提高。然而植物細胞不同於微生物,在細胞濃度低於
5-10 %時,細胞幾乎不生長,以此算之,其擴大之倍數在10 倍左右,不同於微生物可擴大至 100 倍,且擴大生物反應器體積相對的就需要較長時間培養,何況許多植物細胞培養之產物(二次代謝物),在細胞停止生長後才有明顯的累積現像,此即為何培養植物細胞之生物反應器需要設計成長時間操作的原因。
植物細胞生物反應器培養所需之通氣量較微生物培養低,氧氣是否供應可能不是影響生長之重要因素,此特性使生物反應器操作者或設計者,在低通氣流量之環境下得以探討其他影響生長的重要因子,如混合度等。事實上,高通氣量可能造成細胞生長率降低,其可能的原因為反應器內之二氧化碳或其他有益之氣體被排至反應器外所致。