จุลินทรีย์ที่ใช้ในการหมัก แทบจะไม่เคยเหมือนที่มีอยู่ตามธรรมชาติ (พันธุ์ป่า)เพราะว่า สายเชื้อที่ใช้จะมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม (สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม) เพื่อจะให้ผลิตยาได้ในระดับสูงสุดโดยมักจะใช้วิธีการกลายพันธุ์ ซึ่งเริ่มโดยใช้สิ่งก่อการกลาย (mutagen) เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ หรือสารเคมีบางอย่างการคัดเลือกและขยายสายพันธุ์ที่ให้ผลผลิตมากกว่าหลายชั่วยุค อาจสามารถเพิ่มผลผลิตได้เกินกว่า 20 เท่าอีกเทคนิคหนึ่งที่ใช้ในการเพิ่มผลผลิตก็คือ การขยายยีน (gene amplification) โดยสร้างก๊อปปี้ของยีนที่เข้ารหัสเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตยาปฏิชีวนะ แล้วใส่กลับเข้าไปในเซลล์ผ่านเวกเตอร์เช่นพลาสมิดเป็นเทคนิคที่ต้องทำพร้อม ๆ กันไป กับการตรวจสอบยาที่ผลิตได้ใหม่