El monitoreo de los bioprocesos es un desafío en el diseño de sistemas modernos de control. En la industria biotecnológica, la falta de sensores de hardware confiables para variables clave relacionadas con el metabolismo de los microorganismos es un problema actual. Esto predetermina el progreso de un campo científico que depende del desarrollo de sensores de software para variables inmedibles. En este artículo, se propone un nuevo enfoque para el monitoreo de bioprocesos controlables de clase que evolucionan a través de varios estados fisiológicos (regímenes metabólicos). En el núcleo del enfoque está el potencial de presentar la biomasa total como la suma de las concentraciones de biomasa obtenidas durante cada uno de los regímenes metabólicos. Los algoritmos para la estimación de variables inmedibles y sus cinéticas se derivan y aplican aquí utilizando datos experimentales reales. Como caso de estudio, se considera un proceso de alimentación por lotes para la producción de fitasa. La efectividad del método se demuestra utilizando dos conjuntos de experimentos reales. Uno se utiliza para ajustar los sensores de software y el otro para verificar el enfoque. Los análisis de estabilidad también se proporcionan. Los resultados obtenidos y la verificación exitosa confirman las propiedades adaptativas del enfoque. Los sensores de software considerados se integrarán en un sistema interactivo para la formación de especialistas/estudiantes de biotecnología.