Nährmedium

Synonyme: Kulturmedium, Wachstumsmedium

1 Definition

Ein Nährmedium ist eine sterile Matrix mit definierten Umgebungsbedingungen. Nährmedien werden überwiegend in der Mikrobiologie eingesetzt und dienen der Kultivierung von Mikroorganismen oder menschlichen bzw. tierischen Zellen.

2 Einteilung

2.1 ...nach Konsistenz

Nach der Konsistenz unterscheidet man 2 Formen von Nährmedien:

• flüssige Nährmedien (Flüssignährmedien): Bouillon, Nährbouillon oder Hefewasser
• feste Nährmedien (Nährböden): Agar-Agar, Gelatine

Der Übergang zwischen festen und flüssigen Nährmedien ist fließend und u.a. vom Agar- oder Gelatine-Gehalt abhängig, der für die Verdickung eines Nährmediums sorgt. Nährmedien mit geringerem Agar-Gehalt werden bisweilen als dritte Gruppe der so genannten "halbfesten" Medien abgegrenzt.

2.2 ...nach Nährstoffgehalt

Eine weitere Dimension stellt die Einteilung der Nährmedien nach der Nährstoffzusammensetzung dar. Hier unterscheidet man:

• Mineral-Medium
• Minimal-Medium
• Minimal-Medium mit Wuchsstoffen
• einfaches Komplex-Medium
• Komplex-Medium

2.3 ...nach Zielsetzung

• Selektivnährmedien bzw. Selektivmedien: Nährmedien, deren Nährstoffgehalt bzw. -zusammensetzung nur das Wachstum bestimmer Mikroorganismen bzw. Zellen ermöglichen.
• Differentialnährmedien bzw. Differentialmedien: Nährmedien, die das Wachstum von mehreren eingesetzten Mikroorganismen erlauben, aber so zusammengesetzt sind, dass sich unterscheidbare Kolonien bilden.

Einige Nährmedien können beide der oben genannten Eigenschaften auf sich vereinen, z.B. der MacConkey-Agar oder der Mannitol-Salz-Agar.

3 Anwendung

Flüssige Nährmedien werden eingesetzt:

• für biotechnologische Produktionsverfahren
• zur Kultivierung von Zellkulturen und Mikroorganismen zu Forschungszwecken
• zur Züchtung von lebendem Gewebe für den medizinischen Einsatz (z.B. Hauttransplantationen)
• für den Nachweis oder zur Voranreicherung von Mikroorganismen

Feste Nährmedien werden vor allem zu Analysezwecken verwendet, denn sie ermöglichen auch eine quantitative Bestimmung. Da sich die sich vermehrenden Mikroorganismen nicht frei im Medium verteilen können, bildet sich um jeden Ausgangskeim ein sichtbarer Punkt bzw. Fleck. Die Anzahl dieser KbE (Koloniebildende Einheit) läßt einen Rückschluss auf die ursprüngliche Anzahl von Keimen zu.

Den Vorgang des Einbringens von Proben in oder auf ein Nährmedium bezeichnet man als Beimpfen.

4 Zusammensetzung

Neben Wasser enthalten Nährmedien hauptsächlich kulturspezifische Nährstoffe und -salze. Die Nährstoffe werden auch Substrate genannt und sind in den meisten Fällen Kohlenhydrate, Proteine und Fettsäuren. Nährsalze liefern für den Organismus lebenswichtige Ionen und Moleküle, wie z.B. Ammonium, Kalium, Natrium, Magnesium, Phosphat und Sulfat.

Weitere mögliche Bestandteile sind:

• Puffersubstanzen, um den pH-Wert zu stabilisieren
• Indikatoren um Änderungen anzuzeigen, wie z.B. beim pH-Wert oder auch zur Erkennung von Stoffwechselprodukten
• Farbstoffe bzw. deren Vorstufen (Mikroskopiefarbstoffe, chromogene Substrate)
• Hemmstoffe (Antibiotika) und selektive Agentien, um das Wachstum unerwünschter Keime zu verhindern (z.B. Chloramphenicol für Hefen/Schimmel-Nährböden)
• Wachstumshilfstoffe (Hormone, Vitamine etc.)
• Biomaterialien (Blut)
• Verdickungsmittel, wie Agar-Agar oder Gelatine

5 Herstellung

Zur Herstellung eines Nährmediums werden die Nähr- und Zusatzstoffe gemäß einer Rezeptur zusammengemischt und in demineralisiertem Wasser (ev. unter strömendem Dampf) gelöst. Anschließend erfolgt die Sterilisierung (meist im Autoklav). Zusatzsstoffe, die durch die Sterilisierung zerstört würden, können anschließend über einen Sterilfilter zugegeben werden.

In der Praxis werden häufig auch Fertignährböden eingesetzt.