Substansi yang dibutuhkan mikroba1. AirAir merupakan komponen utama sel mikroba, fungsi air adalah sebagai sumber oksigen untuk bahan organic sel pada respirasi selain itu berfungsi sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam metabolism.2. Senyawa karbonSenyawa karbon untuk mikroba dapat berbentuk senyawa organic maupun anorganik. Senyawa organic meliputi karbohidrat, lemak, protein, asam amino, asam organic, garam asam organic, polialkohol, dan sebagainya. Senyawa anorganik misalnya karbonat dan gas CO2 yang merupakan sumber karbon utama terutama untuk tumbuhan tingkat tinggi. 3. NitrogenMikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk ammonium nitrat, asam amino, protein, dan sebagainya. Jenis senyawa nitrogen yang digunakan tergantung pada jenis jasadnya. Beberapa mikroba dapat menggunakan nitrogen dalam bentuk gas N2 ( zat lemas) udara. Mikroba ini disebut mikrobia penambat nitrogen.4. Gas O2Untuk sel, oksigen tersedia dalam bentuk air. Selanjutnya oksigen juga terdapat dalam CO2 dan dalam bentuk senyawa organik. Selain itu masih banyak organisme yang tergantung dari oksigen molekul (O2 atau dioksigen). Oksigen yang berasal dari molekul oksigen hanya akan diinkorporasi ke dalam substansi sel kalau sebagai sumber karbon digunakan metana atau hidrokarbon aromatik yang berantai panjang. Menilik hubungannya dengan oksigen dapat dibedakan sekurang-kurangnya tiga kelompok organisme, organisme aerob obligat yang mampu menghasilkan energi hanya melalui respirasi dan dengan demikian tergantung pada oksigen. Organisme anaerob obligat hanya dapat hidup dalam lingkungan bekas oksigen. Untuk organisme ini O2 bersifat toksik. Mikroorganisme anaerob fakultatif tumbuh dengan adanya O2 udara, jadi bersifat aerotoleran; tetapi organisme ini tidak dapat memanfaatkan O2, tetapi memperoleh energi semata-mata dari peragian. Jenis bakteri anaerob fakultatif lain (Enterobacteriaceae) dan banyak ragi dapat beralih dari peroleh energi dengan respirasi (dengan adanya O2) ke peragian (tanpa O2).5. MineralSejumlah besar mineral dibutuhkan untuk fungsi enzim. Ion magnesium (Mg2+) dan ion ferrum (Fe2+) juga ditemukan pada turunan porfirin yaitu: magnesium dalam molekul klorofil, dan besi sebagai bagian dari koenzim sitokrom dan peroksidase. Mg2+ dan K+ keduanya sangat penting untuk fungsi dan kesatuan ribosom. Ca2+ dibutuhkansebagai komponen dinding sel gram positif, meskipun ion tersebut bebas untuk bakteri gram negatif. Banyak dari organisme laut membutuhkan Na+ untuk pertumbuhannya. Dalam memformulasikan medium untuk pembiakan kebanyakan mikroorganisme, sangatlah penting untuk menyediakan sumber potassium, magnesium, kalsium, dan besi, biasanya dalam bentuk ion-ion (K+, Mg2+, Ca2+, dan Fe2+). Banyak mineral lainnya (seperti Mn2+, Mo2+, Co2+, Cu2+, dan Zn2+) dibutuhkan: mineral ini kerapkali terdapat dalam air kran atau sebagai kontaminan dari kandungan medium lainnya.6. Garam Anorganik

7. Temperatureproses pertumbuhan tergantung pada reaksi kimiawi dan laju reaksi kimia dipengaruhi oleh suhu. Sehingga pertumbuhan bakteri sangat dipengaruhi oleh suhu.

Berdasarkan suhu, bakteri dibagi menjadi beberapa kelompok diantaranya :1. Psikrofil, bakteri yang tumbuh pada suhu 0 30oC2. Mesofil, merupakan kelompok bakteri yang tumbuh pada suhu 25-40oC3. Termofil, yaitu bakteri yang tumbuh pada suhu 50oC atau lebih8. pHUntuk pertumbuhan bakteri membutuhkan pH optimum terletak antara 6,5 dan 7,5, Tetapi ada beberapa bakteri yang dapat tumbuh pada pH rendah, atau tumbuh pada pH tinggi (basa)

Kondisi fisik perlu dipertimbangkan di dalam penyediaan kondisi optimum untuk pertumbuhan bakteri

Pada kondisi lain, yaitu pada konsentrasi garam tinggi dikenal bakteri halofilik yaitu bakteri yang dapat hidup pada air asin di laut. Mikroorgansime yang membutuhkan konsentrasi garam tinggi untuk pertumbuhannya disebut halofil obligatBakteri yang dapat tumbuh pada keadaan tanpa garam maupun mengandung garam disebut halofil fakultatif9. Potensial Oksidasi Reduksi (Eh)10. Kekuatan Ion & Tekanan Osmotik11. Faktor PertumbuhanFaktor tumbuh ialah senyawa organik yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan (sebagai prekursor, atau penyusun bahan sel) dan senyawa ini tidak dapat disintesis dari sumber karbon yang sederhana. Faktor tumbuh sering juga disebut zat tumbuh dan hanya diperlukan dalam jumlah sangat sedikit. Berdasarkan struktur dan fungsinya dalam metabolisme, faktor tumbuh digolongkan menjadi asam amino, sebagai penyusun protein; base purin dan pirimidin, sebagai penyusun asam nukleat; dan vitamin sebagai gugus prostetis atau bagian aktif dari enzim.