تنمو البكتيريا بطريقة معقدة تتضمن سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية والتي تؤدي إلى انقسام الخلايا البكتيرية؛ أي زيادة عدد البكتيريا وليس النمو بمعنى زيادة حجمها.
والبكتيريا كائنات بدائية النواة فالنمو البكتيري هو تكاثر لا جنسي تنقسم فيه الخلية البكتيرية إلى خليتين متطابقتين وراثيا مع الخلية الرئيسية وبدون أي طفرات جينية، وتبدأ هذه الخلايا الجديدة بالانقسام والتضاعف، فإذا كانت الظروف مناسبة فإن الانقسام يحدث وفق نمط يمكن التنبؤ به بيانيا ويعرف بمنحنى النمو البكتيري وهو عدد الخلايا البكتيرية الحية في تجمع معين خلال فترة زمنية معينة.
يمر منحنى النمو البكتيري بأربع مراحل أساسية:
المرحلة الأولى هي مرحلة التأقلم (الركود) حيث تتأقلم البكتيريا على الظروف المتوافرة وتنشط في عملية التمثيل الغذائي وتكوين الحمض النووي والإنزيمات والبروتينات اللازمة للنضج وقد يحدث انقسام ولكن قليلا جدا.
مرحلة النمو الأسي وهي من أنشط المراحل فمع توفر الغذاء الكافي والظروف المناسبة تبدأ الخلايا بالانقسام والتكاثر ويتصاعد المنحنى بسرعة متزايدة بعلاقة أسية (لوغاريتمية) وتكون عمليات الأيض في أعلى مستوياتها، ويكون عدد الخلايا البكتيرية الحية أكثر بكثير من عدد الخلايا الميتة، وبوجود ظروف مناسبة فإن البكتيريا ستكون قادرة على التضاعف أربعة أضعاف في اليوم.
مرحلة الثبات وفيها يتساوى عدد الخلايا المنقسمة مع عدد الخلايا الميتة ويأخذ المنحنى الشكل الأفقي الثابت، وتبدأ الظروف بالتدهور نتيجة قلة الغذاء بسبب زيادة المنافسة عليه، وقلة الأكسجين وتغير في درجة الحموضة نتيجة لتراكم المخلفات.
مرحلة الموت وهنا يبدأ المنحنى بالاتجاه نحو الأسفل حيث يزداد عدد الخلايا البكتيرية الميتة نتيجة لسوء الظروف وقلة الغذاء.
والنمو البكتيري يتطلب ظروفا معينة منها:
- الأكسجين: ويعتمد على نوع البكتيريا فالبكتيريا الهوائية تحتاج إلى الأكسجين لتنمو بينما البكتيريا اللاهوائية يمكنها أن تنمو بدون الحاجة إلى الأكسجين.
- درجة الحموضة: أغلب البكتيريا تنمو في الوسط المتعادل بين 6.5-7 ولكن هناك أنواعا من البكتيريا تفضل النمو في الوسط الحمضي وأخرى تنمو في الوسط القاعدي.
- درجة الحرارة: تنمو البكتيريا في درجات الحرارة العالية (37 هي درجة الحرارة المثلى)؛ لذلك ينصح بحفظ الأطعمة داخل الثلاجة لأن درجات الحرارة المنخفضة تثبط نمو البكتيريا.
- الماء أو الرطوبة: تحتاج البكتيريا إلى الرطوبة لتنمو
- الضوء: فبعض البكتيريا تتطلب الضوء للنمو حيث أنها تحتوي على أصباغ تلتقط الضوء للمساعدة بعملية البناء الضوئي.