У лабораторних умовах мікроорганізми вирощують на поживних середовищах, які повинні бути стерильними, прозорими, вологими, містити певні поживні речовини (білки, вуглеводи, вітаміни, мікроелементи та ін.), Мати певну буферностью, мати відповідний рН, окисно-відновний потенціал. Живильні середовища класифікують по консистенції - рідкі, напіврідкі, щільні (тверді); походженням - тваринного або рослинного походження і синтетичні середовища, приготовані з певних хімічно чистих сполук в точно зазначених концентраціях; за призначенням - загальновживані (універсальні), диференціальні, елективні та середовища збагачення, спеціальні.
Звичайні (прості) середовища придатні для культивування багатьох видів патогенних і непатогенних бактерій. До них відносяться м'ясо-пептони бульйон (МПБ), м'ясо-пептони агар (МПА), м'ясо-пептони желатин (МТЖ). М'ясо-пептони агар готують з м'ясо-пептонного бульйону шляхом додавання 1-2% фабричного агару, який надає живильному середовищі при охолодженні консистенцію щільного холодцю. Отримують агар з деяких водоростей.
Диференціальні середовища дозволяють розрізняти бактерії різних видів і родів по їх культуральними та біохімічними властивостями. До них відносяться м'ясо-пептони желатин, середовища Гіссен, Ендо, кров'яний агар, бактоагар Плоскирева (бактоагар Ж) та ін.
Електівниє (виборчі) середовища і середовища збагачення, що сприяють розмноженню бактерій певних видів і пригнічують ріст інших мікробів. До них відносяться яєчні середовища Петраньяні, Гельберга для вирощування мікобактерій туберкульозу, середовища Дюба - Сміта в модифікації А. П. Алікаевой для вирощування збудника паратуберкульозу і ін.
Спеціальні середовища - найбільш оптимальні для вирощування бактерій, які не розмножуються на загальновживаних середовищах. До них відносяться кров'яний агар, сироватковий агар, сироватковий бульйон, середа Китта - Тароцці (МГШБ), середа Сабуро та ін.
На щільних поживних середовищах мікроби утворюють різні за формою і величиною колонії, які представляють собою видимі скупчення особин одного виду мікроорганізмів, що утворюються в результаті розмноження з однієї або декількох клітин.
Колонії характеризуються величиною - великі (до 4 мм), середні (2-4 мм), дрібні (1-2 мм); формою кругла, еліпсовою, пухирчастих, гілляста (вона може змінюватися в залежності від умов харчування і інших впливів навколишнього середовища); поверхнею - блискуча, матова, нерівна, зморшкувата, складчаста, мозговідное, гладка, покреслена; прозорістю - прозорі, каламутні, опалесцентні; консистенцією - слизова, в'язка, крошковатая, борошниста, рогоподобной; краями - рівні, порізані, бахромчасті, нерівні, часточкові, локонообразние, бухтообразние, поїдені, розпливчасті; профілем або рельєфом - плоский, піднятий, опуклий, втиснутий, куполоподібний; структурою - однорідні (гомогенні), зернисті; пігментом - немає, є, якого кольору; запахом - відсутня, різкий, що нагадує. Вивчення ведуть макроскопически (величина, форма, колір, прозорість) і мікроскопічно (будова і краю колонії).
У культур, вирощених на рідких поживних середовищах, вивчають поверхневий зростання (пристінковікільце, плівка, пластівці, їх характер); помутніння - слабке, помірне, сильне, стійке, що проходить; осад - щільний, бавовняно, зернистий, у вигляді клаптика вати; кількість його - рясне, убоге; колір I
Особливості розмноження різних мікроорганізмів. Дли культивування спірохет найпростіших застосовують живильні середовища, що містять нативні білки (сироватка, кров), шматочки свіжих органів і тканин (нирки кролика, мозкова тканина курей), синтетичні живильні середовища, що складаються з певних амінокислот.
Рикетсії (внутрішньоклітинні паразити) розмножуються в тканинах зі зниженим метаболізмом. Їх культивують в курячих ембріонах.
Для культивування патогенних грибів, як правило, застосовують елективні середовища слабокислою або кислій реакції (рН 6,8-4,5). Елективних досягається підбором поживних речовин і додаванням до середах антибіотиків або барвників для пригнічення росту бактеріальної флори. Оптимальна температура культивування 30-33 "С. Широко використовують щільні середовища Сабуро, пивне сусло-агар та ін. З рідких середовищ добре зарекомендували себе цукровий бульйон, пивне сусло, середа Чапека - Докса, рН 6-6,8.
Мікоплазми в силу своїх структурних особливостей слабо адаптуються на поживних середовищах. Одні штами викликають помутніння середовища, інші - утворюють легку плівку; одні - ростуть у верхньому шарі живильного середовища, інші - в придонному частини. На щільних поживних середовищах мікоплазми формують характерні колонії, що нагадують яєчню. При цьому в первинних посівах зростання починається на 3-7-е добу, адаптовані ж штами ростуть значно швидше.
Синтез мікробних пігментів, фосфоресцирующих і ароматобразующіх речовин. Мікроорганізми в процесі життєдіяльності синтезують барвники - пігменти, що додають колоніям бактеріальних культур різноманітний колір і відтінки, що враховується при диференціації мікроорганізмів. Розрізняють червоні пігменти (актиноміцети, дріжджі, гриби, «чудова паличка» - Bact. Prodigiosum), жовті або помаранчеві (мікобактерій туберкульозу, сарціни, стафілококи), сині (синьогнійна паличка - Pseudomonos aeruginosa, бактерія синього молока - Bact. Syncyaneum), фіолетові (Chromobacterium violaceum), чорні (деякі види грибів, дріжджів, грунтових мікробів). Освіта пігментів відбувається в присутності кисню при кімнатній температурі і зниженій освітленні. Мікроорганізми, розвиваючись на харчових продуктах (молоко, сир, м'ясо, риба, масло, сир), змінюють їх колір.
Розрізняють пігменти, розчинні у воді (синьогнійна бактерія, бактерії синьо-зеленого молока - піоціанін, сінціанін), в спирті (пігменти «чудовою» бактерії, стафілококів і сарцин - червоний, золотистий, лимонно-жовтий і жовтий), не розчинні ні в воді , ні в спирті (чорні пігменти дріжджів, грибів, азотобактера), що виділяються в навколишнє середовище (хромонарние), що залишаються в тілі мікроорганізмів (хромофорні).
Фізіологічне значення пігментів в життєдіяльності мікроорганізмів до кінця не вивчено. Точно встановлено, що пігментобразующіе мікроорганізми більш резистентні до дії фізико-хімічних і біологічних факторів.
Сяючі мікроорганізми (фотобактеріі) внаслідок окислювальних процесів в бактеріальної клітці мають здатність світіння (люмінесценції). Фотобактеріі є строгими аеробами, при припиненні доступу кисню світіння у них припиняється. Спостережуване в природі світіння гнилушек, старих дерев, м'яса, луски риби, що світяться терміти, мурахи, павуки, інші предмети і об'єкти пояснюються наявністю в них фотобактерій. Серед них зустрічаються коки, вібріони, деякі гриби і бактерії. Вони добре розвиваються на звичайних поживних середовищах, на рибних і м'ясних субстратах при температурі від 15 до 37 ° С. Типовим представником фотобактерій є Photobacterium phosphoreum. Патогенних фотобактерій, не знайдено.
Ароматобразующіе мікроби мають здатність виробляти летючі ароматичні речовини, наприклад уксусноетіловий і уксусноаміловий ефіри, які надають ароматичні властивості винам, пива, молочнокислим продуктам, сіна, грунті і т. Д. Типовим представником ароматобразующіх бактерій є Leuconostoc cremoris, який широко використовують при виробленні молочнокислих продуктів.