微生物的生长

        生长曲线（Growth Curve）在生物学中被广泛用于显示种群规模及生物量，个体身高及其生物量等数量随时间变化的关系。生长曲线有四个不同的阶段，分别为：迟滞期（Lag Phase ），对数生长期（exponential phase或log phase），稳定期（Stationary Phase）和衰亡期（Death phase）

       迟滞的原因，可能是老化，耗尽了 ATP；对数生长期，微生物生长速率最快、代谢旺盛；在稳定期，垂死细胞的数量等于分裂细胞的数量，生长达到一个平台期；衰亡期时，活细胞数量呈指数下降。

        为了跟踪微生物种群数量或质量，测量微生物的生长以确定生长速率和世代时间。这就需要对微生物生长的情况进行测量。测量的方法很多，这里简要的说说一些测量办法。比如用分光光度计测量细胞质量，用计数板（Counting Chamber）来对细胞数进行测量。

        上面说的微生物生长曲线就是在封闭系统内监测而做出来的，然而，工业和实验都需要一个开放的系统，这个系统是具有通过持续提供营养同时也看可以去除废物来维持恒定的环境条件的系统。这个系统主要分为恒化器（Chemostat）和恒浊器 （Turbidostat）

       恒化器和恒浊器都是开放式的连续培养系统，它们中最大的区别在于，恒化器是通过控制培养基的流速决定，而恒浊器是通过监测培养罐中微生物的浓度，调节流加物流速，使微生物细胞的浓度维持恒定。

        渗透浓度（osmotic concentration）以前被称为渗透压（osmolarity），微生物生长环境中的溶液是高渗溶液，水就会从细胞中流出。相反的，道理也一样。高渗环境中的细胞脱水可能会损坏细胞膜并导致细胞变得代谢不活跃。但一些微生物可以适应极端的高渗环境，比如嗜盐菌在NaCl或其他盐浓度高于 0.2M的情况下良好的生长。

        微生物学家通常使用水活度 (Water Activity)来表达可用水的程度，溶液的水分活度是溶液相对湿度的 1/100（以百分比表示）。它也相当于溶液的蒸气压 (P1) 与纯水的蒸气压 (P0) 之比，水分活度与渗透压成反比。

        常见的一些食品的水分活度，比如，熟肉、面包：0.91~0.98，酱油：0.80，干果：0.60-0.65，饼干、巧克力<0.60，这就是为什么干燥食物或添加大量盐和糖对防止食物变质如此有效的原因。

        微生物特别容易受到温度的影响，因为它们的温度会随着外部环境的温度而变化。而温度对生长影响的最重要因素是酶催化反应的温度敏感性，因为每种酶都有一个发挥最佳功能的温度。不同的生物，具有不同的基本温度（cardinal temperatures），它包括了生长的最低、最佳和最高温度。

        根据微生物中和需求氧的浓度的关系，可以将微生物分为5种类型，下图每个点代表单个细菌菌落：