미생물 배지 개론

• 서론
• 미생물 배지의 종류
• 자주 묻는 질문
• 미생물 배지 선택 가이드  

미생물 배지 소개

미생물학 연구에는 실험실에서 다양한 종의 박테리아, 효모 또는 바이러스가 필요합니다. 발효, 단백질 및 백신 생산과 같은 대규모 공정에는 생리적으로 활성 상태의 박테리아가 대량으로 필요합니다. 따라서 다양한 응용 분야를 위해 적절한 생화학적 환경을 제공하고 미생물의 모든 특성을 유지하는 적합한 영양 배지가 필요합니다.

모든 미생물 배지는 영양원, 에너지원, 필수 미네랄, 완충제 및 pH 지시제를 포함해야 합니다. 때로는 선택적 배지제와 고형화제도 포함됩니다. 박테리오파지와 같은 절대 기생체는 숙주 박테리아를 포함하는 영양 배지에서 배양될 수 있습니다.

일반적인 미생물 배지의 필수 구성 요소는 다음과 같습니다:

• 영양원 – 단백질, 비타민, 미네랄 및 탄수화물의 공급원; 주로 펩톤과 육추출물의 혼합물
• 에너지 공급원 – 탄수화물 공급원; 주로 포도당
• 필수 미네랄 – 미량 및 다량 미네랄 공급원; 주로 펩톤과 육추출물에 함유
• 완충제 – 최적 pH를 유지하는 물질; 주로 특정 아미노산, 인산염, 시트르산염 및 양이온-음이온 복합체
• pH 지시약 – 배지의 pH 변화를 색상 변화로 나타내는 물질; 주로 페놀 레드
• 선택적 억제제 – 특정 세균만 성장하도록 하는 물질; 항생제, 텔루라이트, 아지드, 담즙산염 등이 예시
• 고형화제 – 필요 시 배지를 고체 또는 반고체 상태로 유지하는 물질; 널리 사용되는 물질은 한천이지만 가끔 젤라틴이 사용됨
• 특정 세균을 위해 배지에 성장 인자, 효소 등의 특정 물질을 첨가할 수 있음

미생물 배지의 종류

• 단순 배지 또는 기초 배지: 영양 육수와 펩톤수를 포함하며, 분자생물학 연구실에서 다양한 세균을 분리 및 배양하는 데 일상적으로 사용됨
• 복합 배지: 다양한 영양소의 혼합물을 함유하며, 아미노산 공급원의 정확한 조성은 정의되지 않음. 초콜릿 한천, 맥콘키 한천, 로웬스타인-옌센 배지 등이 예시임
• 정의 배지: 특정 세균이 요구하는 탄소 및 질소원의 알려진 정의된 공급원을 함유함
• 특수 배지: 까다로운 세균의 성장을 촉진하거나 원치 않는 세균의 성장을 억제하는 특정 물질을 포함하거나, 서로 다른 유형의 세균을 구별하는 지시제를 포함함

표 1미생물 배지의 종류

이름	소개	응용
박테리아 배지
LB 배지	리소제니 브로스(LB) 배지는 대장균 배양에 가장 널리 사용되는 배지입니다. 이 배지는 베르타니(Bertani)가 시겔라(Shigella) 지표 균주를 배양하기 위해 최초로 개발했습니다. LB 배지는 펩톤, 효모 추출물, NaCl 및 한천(고체 배지용)을 함유한 풍부한 배지입니다. NaCl 농도에 따라 LB 배지는 다음과 같이 분류됩니다: LB-밀러(Miller), LB-레녹스(Lennox), LB-저염(low salt).	LB 배지는 클로닝, DNA 생산, 플라스미드 DNA 및 재조합 단백질 생산을 위한 대장균 균주의 비선택적 배양에 적합합니다. 또한 적절한 항생제를 첨가하면 선택적 배양에도 적합합니다. 항생제 내성 대장균 균주의 선택적 배양을 위해 항생제가 첨가되었거나 첨가되지 않은 멸균 LB 한천을 함유한 플레이트도 사용할 수 있습니다.
최소염류 배지(M9)	M9 배지는 필수 염류와 질소를 함유합니다.	최소염류(M9) 배지는 대장균 균주의 비선택적 배양에 적합하며, 클로닝, DNA 생산, 플라스미드 DNA 및 재조합 단백질 생산에 사용됩니다. 적절한 항생제를 첨가하면 선택적 배양에도 적합합니다.
테리픽 브로스 - 수정형	테리픽 브로스는 영양분이 풍부한 배지로, 짧은 시간 내에 더 많은 세균을 배양할 수 있습니다.	테리픽 브로스(수정)는 클로닝 및 DNA, 플라스미드 DNA, 재조합 단백질의 고수율 생산을 위한 대장균 균주의 비선택적 배양에 적합합니다. 적절한 항생제를 첨가하면 선택적 배양에도 적합합니다.
하나한 육액 (SOB 배지)	SOB 배지는 LB 배지보다 펩톤, 아미노산 및 펩타이드 함량이 높습니다.	Hanahan’s Broth (SOB 배지)는 고효율 콤피턴트 세포의 준비를 가능하게 합니다.
SOC 배지	SOC 배지는 포도당이 첨가된 수정된 SOB 배지입니다. 포도당이 존재할 경우 세포 내 다른 당류 이용 과정이 억제됩니다. 이로 인해 숙주 세포 생리학에 영향을 미칠 수 있는 재조합 단백질 발현이 억제되어 고효율 형질전환 반응이 이루어집니다.	SOC 배지는 컴피턴트 세포의 고효율 형질전환을 가능하게 합니다.
2X YT 배지	2X YT 배지는 일반적인 LB 배지 대비 효모 추출물 농도가 두 배입니다. 장기간 고밀도 세포 배양 및 유지에 유용합니다.	2X YT 배지는 M13 박테리오파지 및 대장균 균주의 비선택적 배양, DNA 및 플라스미드 DNA 생산, 재조합 단백질 생산에 적합합니다. 적절한 항생제를 첨가할 경우 선택적 배양에도 적합합니다.
NZCYM 배지	NZCYM 배지는 아미노산, 펩타이드, 비타민 및 낮은 염분 농도를 가진 영양분이 풍부한 배지입니다.	NZCYM 배지는 클로닝, DNA 생산, 플라스미드 DNA 및 재조합 단백질 생산을 위한 람다 박테리오파지 및 대장균 균주의 비선택적 배양에 적합합니다. 적절한 항생제를 첨가하면 선택적 배양에도 적합합니다.
효모 배지
아미노산 포함 또는 미포함 효모 질소 베이스	효모 질소 베이스는 질소, 비타민, 미량 원소 및 염류의 공급원이 포함된 영양분이 풍부한 배지입니다. 이는 효모 배양을 포함한 대부분의 발효 반응을 위한 기본 영양 배지 역할을 합니다.	아미노산 첨가 여부에 따른 효모 배양용 및 아미노산/탄소 요구도에 따른 분류용 효모 질소 배지.
파지 배지
NZ 아민® 브로스	NZ 아민® 브로스는 아미노산, 펩타이드, 비타민 및 낮은 염 농도를 함유한 영양분이 풍부한 배지입니다.	NZ 아민® 브로스는 람다 박테리오파지 배양에 적합합니다.

자주 묻는 질문

루리아(Luria), 레녹스(Lennox), 밀러(Miller) LB 배지의 차이점은 무엇인가요?

LB 배지(원래 명칭: 리조제니 브로스)는 초기에는 트립톤, 효모 추출물, NaCl, 포도당으로 구성되었습니다. 이후 포도당이 제외된 밀러 배지 버전이 개발되었고, 이후 NaCl 함량을 절반으로 낮춘 레녹스 배지 버전이 등장했습니다. 일부 응용 분야에서는 더 낮은 염분 농도가 필요하여 루리아 저염 배지 버전이 개발되었습니다.

LB-Miller 제품들 간의 차이점은 무엇인가요?

LB-Miller는 다양한 형태로 제공되어 필요에 맞게 선택할 수 있습니다. 분말형과 액상형이 있으며, 분말형은 LB-agar 플레이트 제작을 용이하게 하기 위해 한천이 포함된 형태로도 제공됩니다. L2542 (LB Miller 액상) L3522 (LB Miller 분말) L3147 (한천 포함 LB Miller 분말)

내 응용 분야에 가장 적합한 세균 배지는 무엇인가요?

각 배지는 대장균(E. coli) 배양에 매우 효과적이지만, 프로토콜 없이 작업할 때 배지를 선택하는 일반적인 지침이 있습니다. 일반적으로: LB-Miller 및 LB-Lennox는 대장균 배양 및 유지, DNA 플라스미드 생산, 단백질 생산에 사용됩니다. Lennox 배지는 일부 염분 민감성 선택 항생제에 필요한 염분 함량이 낮습니다. LB-Luria 저염 배지는 대장균 성장이나 기타 제약 조건으로 인해 가능한 최저 염분 함량이 필요한 특수 용도에 사용됩니다. Terrific Broth는 단백질 생산 수율 향상 및 플라스미드 DNA 생산 수율 향상을 위해 사용되며, 이는 배지의 빠른 성장 속도 때문입니다. - Luria 저염 배지는 대장균 배양 또는 기타 제약 조건으로 인해 가능한 한 낮은 염분 함량이 필요한 특수 용도에 사용됩니다.Terrific Broth는 이 배지에서 대장균의 성장 속도가 빠르기 때문에 고수율 단백질 생산 및 고수율 DNA 플라스미드 생산에 사용됩니다.SOB는 단백질 생산, DNA 플라스미드 생산 및 고효율 컴피턴트 세포 생성에 사용됩니다.SOC는 컴피턴트 세포의 초기 배양 및 형질 전환 절차에 사용됩니다.

배지에 마그네슘을 첨가하면 세포 밀도가 증가하나요?

마그네슘이 포함되지 않은 미생물 배지 조성물에서 10-20 mM MgCl₂ 또는 MgSO₄를 첨가하면 세포 밀도가 증가할 수 있습니다. 인큐베이터의 교반 속도도 함께 증가시켜야 할 수 있습니다.

미생물 배지 선택 가이드

표 1LB 미디어

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	적용
LB – 밀러	10 g/L 트립톤 5 g/L 효모 추출물 10 g/L NaCl	L2542	액체	즉시 사용 가능	일반적인 대장균 배양에 적합합니다.
	10g/L 트립톤 10g/L NaCl 5g/L 효모 추출물	L3522	분말	25g을 1L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  10g/L NaCl  5g/L 효모 추출물	L3147	분말과 한천	40g을 1L의 물에 섞고 가열하여 녹인 후, 사용 전에 오토클레이브 처리하고 식힌다
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  10g/L NaCl  5g/L 효모 추출물  암피실린 100μg/mL	L5667	100 μg/mL 암피실린이 첨가된 한천 배지	즉시 사용 가능
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  10g/L NaCl  5g/L 효모 추출물  50μg/mL 암피실린	L0168	50 μg/mL 암피실린이 첨가된 한천 배지
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  10g/L NaCl  5g/L 효모 추출물  50μg/mL 카나마이신	L0543	50 μg/mL 카나마이신 함유 한천 배지
	15g/L 한천  10 g/L 트립톤  10 g/L NaCl  5 g/L 효모 추출물  100 μg/mL 카르베니실린	L0418	카르베니실린 100 μg/mL 함유 한천 배지
LB – 레녹스	10 g/L 펩톤  5 g/L 효모 추출물  10 g/L NaCl	L3022	분말	20g을 1L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각	염에 민감한 대장균 균주 배양에 적합합니다.
	15 g/L 한천  10 g/L 트립톤  5 g/L 효모 추출물  5 g/L NaCl	L2897	분말과 한천	35g을 1L의 물에 혼합하여 가열하여 용해시킨 후, 사용 전에 오토클레이브 처리하고 냉각시킵니다.
	10 g/L 트립톤 5 g/L 효모 추출물  5 g/L NaCl  2.2 g/L 불활성 결합제	L7275	정제	1.2g 정제 1개를 48.3mL의 물에 첨가하고, 사용 전에 오토클레이브 처리 후 냉각
	13.72g/L 한천  9.14g/L 트립톤  4.57 g/L 효모 추출물  4.57 g/L 염화나트륨  1.6g/L 불활성 결합제	L7025	한천 정제	1.68g 정제 1개를 48.3mL의 물에 넣고 오토클레이브 처리한 후 사용 전 냉각
	10g/L 트립톤  5 g/L 효모 추출물  5 g/L NaCl  0.6 g/L 불활성 결합제 (EZMix 제형 전용)	L7658	EZMix™	1L의 물에 20.6g을 혼합하고, 사용 전에 오토클레이브 처리 후 냉각하십시오.
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  5 g/L 효모 추출물  5 g/L 염화나트륨	L7533	EZMix™ (한천 포함)	35.6g을 1L의 물에 혼합하고 가열하여 용해시킨 후, 사용 전에 오토클레이브 처리하고 냉각하십시오.
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  5 g/L 효모 추출물  5 g/L NaCl	L5542	플레이트	즉시 사용 가능
	10 g/L 트립톤  5.0 g/L 효모 추출물  5.0 g/L NaCl	L9234	액체	즉시 사용 가능
LB – 저염	10 g/L 펩톤  5 g/L 효모 추출물  0.5 g/L NaCl (고체 배지의 경우 15 g/L 한천 추가)	L3397	분말	15.5g을 1L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각	저염 조건에서 성장해야 하는 대장균 균주 배양에 적합함.
	15g/L 한천  10g/L 트립톤  5g/L 효모 추출물  0.5g/L NaCl	L3272	분말과 한천	30.5g을 1L의 물에 혼합하고 가열하여 용해시킨 후, 사용 전에 오토클레이브 처리하고 냉각시킵니다.
오버나이트 익스프레스 인스턴트 LB 배지	오버나이트 익스프레스 자동 유도 시스템 1 구성 요소  루리아 베르타니(LB) 배지	71757-M	과립 배지	EasyPak 내용물을 1 L의 멸균수에 넣고, 글리세롤 10 mL를 첨가한 후 2분간 전자레인지에 가열하여 용해시키십시오. 오버나이트 익스프레스 인스턴트 LB 배지는 1 kg 병으로도 구입 가능합니다. 분말 배지는 물에 빠르고 균일하게 용해되며, 배지 덩어리 형성을 방지하고 공기 중 분말 흡입을 피할 수 있습니다.	세포 성장 중 배양 모니터링이나 IPTG 첨가 없이 대장균에서 조절된 단백질 발현을 가능하게 합니다.
오버나이트 익스프레스 인스턴트 TB 배지	오버나이트 익스프레스 자동 유도 시스템 1 구성품  Terrific Broth (TB) 배지	71491	과립 배지	이지팩은 알루미늄 포일 파우치로, 1L 배양에 충분한 60g의 과립 배지를 함유합니다. 이지팩 내용물을 1L의 멸균수에 넣고, 글리세롤 10mL를 첨가한 후 전자레인지에서 2분간 가열하여 용해시키면 됩니다. 오버나이트 익스프레스 인스턴트 TB 배지는 1kg 병으로도 구입 가능합니다. 과립 배지는 물에 빠르고 균일하게 용해되며, 배지의 덩어리짐을 방지하고 공기 중 분말 흡입을 피할 수 있습니다.

표 2최소 염분 (M9)

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
최소 염류 (M9)	33.9 g/L Na₂HPO₄·7H₂O  15 g/L KH₂PO₄   5 g/L NH₄Cl 및 2.5 g/L NaCl	M6030	분말	56.4 g을 1L의 물에 혼합하여 5X 스톡 용액을 얻습니다. 사용 전 오토클레이브 처리, 냉각 및 1X로 희석하십시오.	재조합 대장균 균주에 적합
	15 g/L KH2PO4  64 g/L Na2HPO4  2.5 g/L NaCl  5.0 g/L NH₄Cl	M9956	액체	즉시 사용 가능

표 3최소 염분 (M9)

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
하나한 육수 (SOB 배지)	트립톤 20g/L  5 g/L 효모 추출물  2.4 g/L 황산마그네슘  0.5 g/L NaCl  0.186 g/L KCl	H8032	분말	28g을 1L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각	고효율 컴피턴트 세포의 준비를 가능하게 합니다. SOC 배지
SOC 배지	트립톤 20g/L  5 g/L 효모 추출물  4.8g/L MgSO4 3.603 g/L 덱스트로스 0.5 g/L NaCl 0.186 g/L KCl	S1797	액체	즉시 사용 가능	SOC 배지는 포도당이 첨가된 수정된 SOB 배지입니다. 포도당이 존재할 경우 세포 과정이 다른 당류를 이용하는 것이 억제됩니다. 숙주 세포 생리학에 영향을 미칠 수 있는 재조합 단백질의 발현이 억제되어 고효율 형질전환 반응을 이끌어냅니다. 이는 유능한 세포의 고효율 형질전환을 가능하게 합니다.

표 4훌륭한 육수 - 수정됨

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
테리픽 브로스 - 개량형	23.6 g/L 효모 추출물  11.8 g/L 트립톤  9.4 g/L K2HPO4  2.2 g/L KH₂PO₄	T5574	액체	즉시 사용 가능	클로닝 및 DNA, 플라스미드 DNA 및 재조합 단백질의 고수율 생산을 위한 대장균 균주의 비선택적 배양에 적합합니다. 적절한 항생제를 첨가할 경우 선택적 배양에도 적합합니다.
		T9179	EZMix™	48.2g을 1L의 물에 혼합하고, 글리세롤 4mL를 첨가한 후, 사용 전에 오토클레이브 처리하고 냉각하십시오.

표 52X YT 중간

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
2X YT 배지	16 g/L 트립톤  10 g/L 효모 추출물  5 g/L NaCl	Y1003	액체	즉시 사용 가능	M13 박테리오파지 및 대장균 균주의 비선택적 배양, DNA, 플라스미드 DNA 및 재조합 단백질 생산에 적합합니다. 적절한 항생제를 첨가할 경우 선택적 배양에도 적합합니다.
		Y2377	분말	31g을 1L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각
		Y2627	EZMix™	31.6g을 1L의 물에 혼합하고, 사용 전에 오토클레이브 처리 후 냉각하십시오.

표 6뉴질랜드 청소년 및 청년 운동 협회

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
NZCYM 배지	트립톤 10 g/L 5 g/L 효모 추출물  5 g/L NaCl  1 g/L 카사미노산  1 g/L 황산마그네슘	N3643	분말	22 g을 1 L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각	람다 박테리오파지 및 대장균 균주의 비선택적 배양에 적합하며, 클로닝, DNA 생산, 플라스미드 DNA 및 재조합 단백질 생산에 사용됩니다. 적절한 항생제를 첨가할 경우 선택적 배양에도 적합합니다.

표 7효모 배지

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
아미노산 함유 효모 질소 베이스	질소 공급원:  황산암모늄, 5.0 g/L 아미노산:  L-히스티딘, 10 mg/L  DL-메티오닌, 20 mg/L  DL-트립토판, 20 mg/L 비타민:  비오틴, 2.0  판토텐산칼슘, 400  엽산, 2.0  이노시톨, 2.0 mg/L  니코틴산, 400  p-아미노벤조산, 200  피리독신 염산염, 400  리보플라빈, 200  티아민 염산염, 400 미량 원소:  붕산  황산구리  요오드화칼륨  염화철  황산마그네슘  몰리브덴산나트륨  황산아연 염류:  인산칼륨 일염기, 1.0 g/L 황산마그네슘, 0.5 g/L  염화나트륨, 0.1 g/L  염화칼슘, 0.1 g/L	Y1250	분말	100mL 물에 6.7g을 혼합하고, 5g의 포도당을 첨가하여 10X 스톡 용액을 얻습니다. 사용 전 여과 살균하고 멸균수로 1X로 희석하십시오.	효모 질소 베이스는 효모 배양에 사용되는 고도로 인용되는 성장 배지입니다. 이 영양분이 풍부한 미생물 배지는 아미노산, 질소, 비타민, 미량 원소 및 염을 함유하고 있습니다.
아미노산이 포함되지 않은 효모 질소 배지	질소 공급원:  황산암모늄, 5.0 g/L 비타민:  비오틴, 2.0  판토텐산 칼슘, 400  엽산, 2.0  이노시톨, 2.0 mg/L  니코틴산, 400  p-아미노벤조산, 200  피리독신 염산염, 400  리보플라빈, 200 티아민 염산염, 400 미량 원소:  붕산, 500  황산구리, 40  요오드화칼륨, 100  염화철(III), 200 망간 황산염, 400  몰리브덴산나트륨, 200  황산아연, 400 염류:  인산칼륨 일염기성, 1.0 g/L  황산마그네슘, 0.5 g/L  염화나트륨, 0.1 g/L  염화칼슘, 0.1 g/L	Y0626	분말	6.8 g을 100 mL 물에 혼합하고, 5 g 포도당과 5-10 mg의 적절한 아미노산을 첨가하여 10X 스톡 용액을 얻습니다. 사용 전, 여과 살균하고 멸균수로 1X로 희석하십시오.	효모 질소 기질(YNB)은 야생형 효모 배양에 이상적입니다. 아미노산 존재는 선택적 마커 활용을 방해하는 것으로 알려져 있습니다. 따라서 본 배지는 아미노산을 배제하여 제조되었으며, 효모 인공 염색체(YAC)의 클로닝 및 조작에 유용합니다.

표 8파지 배지

이름	구성품	제품 번호	형식	준비 사항	용도
NZ 아민® 브로스	10 g/L 트립톤  5 g/L NaCl  1 g/L MgSO₄	N3518	분말	16g을 1L의 물에 혼합; 사용 전 오토클레이브 처리 후 냉각	람다 박테리오파지 배양에 적합합니다.

참고문헌

1. Sambrook J, Fritsch E, Maniatis T. 1989. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 1. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press.

2. Parija SC. 2012. Textbook of Microbiology & Immunology. 2. Elsevier India.

3. Types of Growth Media Used to Culture Bacteria. [Internet].[updated 07 Aug 2016; cited 17 Jul 2020]. Available from: https://www.scienceprofonline.org/microbiology/types-culture-media-for-growing-bacteria.html