Væksten af en population, er en stigning i antallet af celler.
Kravene til mikrobiel vækst er både fysiske og kemiske.
5.1.1 Fysiske aspekter
På grundlag af de foretrukne temperaturområder, er mikroorganismer klassificeres som psykrofile (kuldeelskende), mesofile (moderat temperatur) og termofile (varmeelskende).
Den laveste væksttemperatur, er den laveste temperatur, ved hvilken en given art vil vokse. Den optimale væksttemperatur, er den temperatur, hvor den vokser bedst. Den maksimale væksttemperatur, er den højeste temperatur, ved hvilken vækst er mulig.
De fleste bakterier vokser bedst ved en pH værdi mellem 6,5 og 7,5.
I en hypertonisk opløsning, undergår de fleste mikroorganismer, plasmolyse; halofile mikroorganismer, kan tåle høje saltkoncentrationer.
5.1.2 Kemiske aspekter
Alle organismer, kræver en kulstofkilde; kemoheterotrofer bruger et organisk molekyle og autotrofer anvender typisk CO2.
Nitrogen behøves til protein- og nukleinsyresyntese. Nitrogen kan opnås fra nedbrydningen af proteiner eller fra NH4+ eller NO3–; et par bakterier er i stand til nitrogenfiksering (N2).
På hrundlag af oxygenbehovet, klassificeres mikroorganismer som obligate aerobe, fakultativt anaerobe, obligat anaerobe, aerotolerant anaerobe og mikroaerofile.
Aerobe, fakultativt anaerobe og aerotolerant anaerobe bakterier, skal have enzymerne superoxiddismutase (2 O2– + 2 H+→ O2 + H2O2) og enten katalase (2 H2O2→ 2 H2O + O2) eller peroxidase (H2O2 + 2 H+→ 2 H2O).
Andre kemikalier, der kræves til mikrobiel vækst omfatter svovl, phosphor, storstoffer og for nogle mikroorganismer, organiske vækstfaktorer.
5.2 Biofilm
Mikroorganismer klæber til overflader og ophobes som biofilm på faste overflader i kontakt med vand.
De fleste bakterier, lever i biofilm.
Mikroorganismer i biofilm, er mere resistente over for antibiotika end fritlevende mikroorganismer.
5.3 Dyrkningsmedier
Et dyrkningsmedium, er ethvert materiale der er forberedt til vækst af mikroorganismer i et laboratorium.
Mikroorganismer, der vokser og formerer sig i eller på et dyrkningsmedium, er kendt som en kultur.
Agar er et almindeligt størkningsmiddel til dyrkningsmedier.
5.3.1 Kemisk definerede dyrkningsmedier
Et kemisk defineret dyrkningsmedium, er et medium hvor den eksakte kemiske sammensætning er kendt.
5.3.2 Komplekse dyrkningsmedier
Et komplekst dyrkningsmedium, er et medium hvor den eksakte kemiske sammensætning varierer lidt fra batch til batch.
5.3.3 Anaerobe dyrkningsmedier og –metoder
Reducerende medier, fjerner kemisk molekylært oxygen (O2), der kan påvirke væksten for anaerobe bakterier.
Petriskåle kan inkuberes i en anaerob beholder eller krukke, i anaerobe kamre, eller OxyPlate.
5.3.4 Specielle dyrkningsteknikker
Nogle parasitære og kræsne mikroorganismer, skal dyrkes i levende dyr eller levende cellekulturer.
CO2 inkubatorer, eller stearinlyskrukker, bruges til at dyrke bakterier der kræver en øget CO2
Procedurer og udstyr til at minimere risikoen for eksponering til sygdomsfremkaldende mikroorganismer er benævnt som biosikkerhedsniveau 1 til 4 (Bio Safety Level eller BSL).
5.3.5 Selektive og differentielle dyrkningsmedier
Ved at hæmme uønskede mikroorganismer med salte, farvestoffer eller andre kemikalier, tillader selektive medier kun vækst af de ønskede mikroorganismer.
Differentielle dyrkningsmedier bruges til at skelne forskellige mikroorganismer.
5.3.6 Berigelseskulturer
En berigelseskultur, anvendes til at fremme væksten af en bestemt mikroorganisme i en blandet kultur.
5.4 Opnåelse af rene kulturer
En koloni, er en synlig masse af mikroorganismer, som teoretisk er opstået fra en enkelt celle.
Rene kulturer opnås sædvanligvis ved pladeudstrygningsmetoden.
5.5 Opbevaring af bakteriekulturer
Mikroorganismer, kan opbevares i lange perioder efter dybfrysning eller frysetørring.
5.6 Vækst af bakteriekulturer
5.6.1 Bakteriedeling
Den normale reproduktive metode for bakterier, er binær fission, hvor en enkelt celle deler sig til to identiske celler.
Nogle bakterier formerer sig ved knopskydning, sporedannelse eller fragmentering.
5.6.2 Generationstid
Den tid det tager en celle at dele sig, eller den tid det tager en population af celler at fordoble deres antal, er kendt som generationstiden.
5.6.3 Logaritmisk fremstilling af bakteriepopulationer
Bakteriel deling, sker gennem en logaritmisk progression (to celler, fire celler, otte celler og så videre).
5.6.4 Vækstfaser
Under lagfasen, er der en lille eller ingen ændring i antallet af celler, men den metaboliske aktivitet er høj.
Under den eksponentielle fase, formerer bakterierne sig med den hurtigste hastighed under de fastsatte betingelser.
Under den stationære fase, er der ligevægt mellem celledeling og –død.
Under dødsfasen, overstiger antallet af celle der død, antallet af nye celler der dannes.
5.6.5 Direkte måling af bakterievækst
Et heterotroft kimtal, afspejler antallet af levedygtige mikroorganismer og antager, at hver bakterie vokser til en enkelt koloni; pladetællinger rapporteres som antallet af kolonidannende enheder (KDE).
Et kimtal fås enten ved Kochs pladespredningsmetode eller den almindelige pladespredningsmetode.
I filtrering, tilbageholdes bakterier på overfladen af et membranfilter og overføres derefter til et dyrkningsmedium for at vokse og efterfølgende tælles.
I direkte mikroskopisk tælling, tælles mikroorganismer i en afmålt mængde af en bakterieopløsning ved anvendelse af et specialdesignet objektglas (tællekammer).
5.6.6 Estimering af bakterieantal ved indirekte metoder
Spektrofotometre anvendes til at bestemme turbiditeten, ved at måle mængden af lys, der passerer gennem en suspension af celler.
En indirekte måde at estimere antallet af bakterier på, er ved at måle den metaboliske aktivitet af populationen (for eksempel syreproduktion eller oxygenforbrug).
For filamentøse organismer, som for eksempel svampe, er måling af tørvægt en bekvem metode til måling af vækst.