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Herstellung mikrobiologischer Nährmedien

Nährlösung, die in eine sterile Petrischale gefüllt wird.

Bei der Formulierung mikrobiologischer Nährmedien werden Nährstoffe, Puffer und Mittel zur Erhaltung des osmotischen Gleichgewichts sowie selektive Hemmstoffe oder Indikatoren gemischt, um ein Agar- oder Bouillonmedium herzustellen, welches das Wachstum und die Differenzierung von Mikroorganismen unterstützt. Die Herstellung mikrobiologischer Nährmedien ist eine Routinearbeit bei der regelmäßigen Kontrolle auf Verderbniserreger und Pathogene in mikrobiologischen Untersuchungen.

Arten von Nährmedien

Mikrobiologische Nährmedien sollen optimale Wachstumsbedingungen für alle oder spezifische Arten von Mikroorganismen bereitstellen. Die genaue Formulierung eines Nährmediums hängt von der zu kultivierenden Spezies und dem Ziel der Anwendung ab. Der pH-Wert des Nährmediums muss je nach Mikroorganismus eingestellt werden. Mikrobiologische Nährmedien werden nach verschiedenen Parametern wie chemischen Bestandteilen, physikalischer Beschaffenheit und Funktion eingestuft. Die anhand dieser Parameter definierten Nährmedien sind nachstehend beschrieben.


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Einstufung mikrobiologischer Nährmedien nach chemischer Zusammensetzung

Synthetische (definierte) Nährmedien sind in ihrer chemischen Zusammensetzung genau definiert und werden häufig zur Kultivierung von photoautotrophen Organismen wie Cyanobakterien und photosynthetischen Protisten eingesetzt. Diese Medien werden verbreitet in der Forschung zur Untersuchung des Stoffwechsels von Mikroorganismen verwendet.

Komplexe Nährmedien enthalten nicht definierte chemische Bestandteile wie Pepton, Fleischextrakt und Hefeextrakt, die den Nährstoffbedarf verschiedener Mikroorganismen decken. Sie werden zur Kultivierung anspruchsvoller Mikroorganismen mit komplexen Nährstoffanforderungen verwendet.

Mikrobiologische Nährmedien nach physikalischer Beschaffenheit

Feste Medien enthalten 1-7 % Agar-Agar oder 10-20 % Gelatine zur Verfestigung der Nährbouillon. Feste Medien werden zur Isolierung verschiedener Mikroorganismen voneinander, zum Anlegen reiner Kulturen und zur Herstellung von Schrägagar und Stichagar eingesetzt.

Flüssige Medien enthalten keine Verfestigungsmittel. Nach der Beimpfung und Inkubation werden Zellen in Form von kleinen Massen oder einer Trübung der Bouillon sichtbar.

Mikrobiologische Nährmedien nach Herstellungsmethode

Fertigmedien sind feste oder flüssige Medien, die in Platten, Flaschen, Röhrchen oder anderen Behältern angeboten werden und entweder sofort oder nach erneutem Einschmelzen und Supplementieren gebrauchsfertig sind.

Nährmedien aus kommerziell dehydrierten Formulierungen sind Trockenmedien, die vor der Verwendung rehydriert und verarbeitet werden müssen. Sie ergeben entweder vollständige oder unvollständige Medien, die vor Gebrauch supplementiert werden.

Nährmedien aus einzelnen Komponenten werden von mikrobiologischen Laboren von Grund auf aus ihren einzelnen Bestandteilen hergestellt.

On-demand-Medien werden von einem System hergestellt, das hochkonzentriertes, steriles Nährmedium über mehrere Tage in einem Labor bereithält. Durch Verdünnung mit sterilem Wasser kann es bei Bedarf eine benötigte Menge an gebrauchsfertigem Medium herstellen, ohne dass eine Autoklavierung erforderlich ist.

Herstellung mikrobiologischer Nährmedien

Die Herstellung von Nährmedien aus dehydrierten kommerziellen Formulierungen soll nach den Anweisungen des Herstellers erfolgen. Die Formulierung grundlegender Bestandteile wie Peptone, Hefeextrakte, Agar, Puffersubstanzen und Antibiotika wird modifiziert, um einheitliche Nährmedien zu erhalten. Die erforderliche Menge an Trockenmedium oder einzelnen Bestandteilen wird unter ständigem Rühren in destilliertem Wasser gelöst und (falls erforderlich) anschließend erhitzt. Agarhaltige Nährmedien sollen vor dem Erhitzen unter ordnungsgemäßem Schütteln ausreichend durchnässt werden. Der pH-Wert muss eingestellt werden und das Medium wird zur Sterilisation durch feuchte Hitze in einem Autoklaven in geeignete Behälter abgefüllt. Hitzeempfindliche Substanzen (z. B. Proteine, Enzyme) werden durch Membranfiltration sterilisiert.

Nährmedien müssen bei spezifizierten Temperaturen aufbewahrt werden, um eine Veränderung der Zusammensetzung zu vermeiden. Die Aufbewahrung darf dabei die Haltbarkeitsdauer des Produkts nicht überschreiten. Eine aseptische Herstellung und Aufbewahrung ist unerlässlich, um das Nährmedium vor einer mikrobiellen Infektion zu schützen. Wasserverluste bei der Aufbewahrung können durch undurchlässige Verpackungen und/oder Lagerung bei 5 °C ± 3 °C minimiert werden. Chemische Zersetzung, wie z. B. Oxidation oder ein Verlust antimikrobieller Aktivität, kann verzögert werden, indem die Medien vor Licht, Hitze und Austrocknen geschützt aufbewahrt werden.