由于培养基中营养物质消耗,有害代谢产物积聚,该期细菌繁殖速度渐减,死亡数缓慢增加,生长分裂和死亡的菌细胞数处于平衡状态。需氧菌限制其生长的因素通常是氧,当细菌浓度超出1×107/ml,生长速率就会下降;达到4~5×109/ml时,即使振荡培养,氧扩散的速度也难以满足细菌生长的要求。该期细菌形态、染色性和生理性状常有改变。一些细菌的芽胞、外毒素和抗生素等代谢产物大多在最大稳定期产生。
次级代谢产物比较的多