Bakterienkultur

Veröffentlicht von: Dr. rer. nat. Geraldine Nagel

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Bakterien werden im Labor häufig zu diagnostischen oder wissenschaftlichen Zwecken vermehrt – man spricht hierbei von "Bakterienkultur".

Eine Bakterienkultur benötigt für ihr Wachstum unter anderem bestimmte Nährstoffe, die den Nährmedien hinzugefügt werden. Das Wachstum der Bakterien findet dabei in bestimmten Phasen und je nach Bakterienart unterschiedlich schnell statt.

Bakterien benötigen zum Leben und zur Vermehrung eine geeignete Umgebung. Diese muss neben Nährstoffen auch Salze, Spurenelemente und andere Wachstumsfaktoren enthalten. Ferner werden für optimale Wachstumsbedingungen ein bestimmter Sauerstoff- und Kohlendioxidgehalt sowie ein geeigneter pH-Wert und die richtige Temperatur benötigt.

Während diese Bedingungen in der natürlichen Umgebung eines Bakteriums in mehr oder weniger idealer Weise vorliegen, gelingt ein Bakterienwachstum unter Laborbedingungen nur, wenn die natürlichen Umweltbedingungen möglichst gut simuliert werden. Man verwendet zur Bakterienkultur daher speziell für die Bedürfnisse der jeweiligen Bakterienart zusammengestellte Nährmedien. Diese können in flüssiger Form als "Nährbouillon" oder in halbfester Gelform (sog. Nähragar, Nährboden) vorliegen. Diesen Trägern werden alle benötigten Nährmittel zugesetzt.

Gelförmige Nährböden, die man auch als Nähragar oder Agarböden bezeichnet, enthalten das Geliermittel Agar. Agar wird aus Algen, meistens aus Rotalgen, gewonnen. In Agar ist das Polysaccharid Agarose enthalten, welches sich oberhalb von 90 Grad Celsius verflüssigt und unterhalb von 45 Grad Celsius in einen gelförmigen Zustand übergeht. Agar ist durchsichtig, farblos und geschmacklos. Es kann von Bakterien nicht abgebaut werden.

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Je nach Vorhaben verwendet man im Labor verschiedene Nährböden für die Bakterienkultur.

In der Regel enthalten Nährböden eine einprozentige Agarlösung und werden erhitzt und flache Schalen aus Kunststoff oder Glas mit einem Deckel (Petrischalen) gegossen. Das Nährmedium erstarrt beim Abkühlen und bildet eine feste Oberfläche. Auf der Oberfläche der Nährplatten können die Bakterien wachsen. Durch eine geeignete Variation der Zusatzstoffe in einem Nährmedium lässt dieses sich je nach Bakterienart und Untersuchungsziel an vielfältige Bedürfnisse anpassen.

Definierte Nährmedien:
Definierte Nährmedien enthalten nur Zusätze, die im Einzelnen bekannt und exakt chemisch definiert sind. Definierte Nährmedien sind auf die Bedürfnisse bestimmter Bakterienarten zugeschnitten und können auch zur Selektion (Auslese) einer Bakterienart benutzt werden.

Komplexe Nährmedien
Komplexe Nährmedien enthalten Nährstoffe, die nicht näher chemisch definiert sind, wie zum Beispiel Fleischextrakte, Hefeextrakte und Albumin. Komplexmedien werden sehr häufig verwendet und erlauben das Wachstum fast aller Bakterienarten.

Selektive Nährmedien
Die Bestandteile von selektiven Nährmedien sind speziell zusammensetzt und ermöglichen dadurch bevorzugt das Wachstum einer bestimmten Bakterienart und unterdrücken das Wachstum einer anderen. Sie erlauben das Wachstum von Bakterien, die bestimmte Eigenschaften besitzen, um sich auf dem selektiven Nährmedium vermehren zu können. Reichert man zum Beispiel das Medium mit einem bestimmten Antibiotikum an, können nur Bakterien wachsen, die resistent gegen dieses Antibiotikum sind.

Indikatornährmedien
Manche Bakterien stellen charakteristische Stoffwechselprodukte her oder verbrauchen einen bestimmten Anteil des Nährmediums. Veränderungen in diesem Bereich kann man durch die Zugabe eines spezifischen Farbstoffs (Indikator) zum Nährmedium sichtbar machen. Auf diese Weise kann man mithilfe der Indikatornährmedien Bakterien typisieren.

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