Kartlegging og sammenligning av mikrobiell vekst og nedbrytning i mineralsk og biologisk nedbrytbar olje

Abstract

I takt med det grønne skiftet er håpet at biologisk nedbrytbare oljer (EALs) skal kunne erstatte tradisjonelle mineralske og syntetiske oljer, men det finnes noen utfordringer. En av disse utfordringene er hvis det kommer vann inn i et system som benytter en nedbrytbar olje, så kan det starte en nedbrytningsprosess som kan i verste fall resultere i havari.

Denne bacheloroppgaven undersøker og sammenligner bakteriell vekst og nedbrytning i en EAL og en mineralsk olje ved tilførsel av vann. Vannprøver har blitt hentet fra Brattørkaia og Gåsaparken i Trondheim. Det har også blitt benyttet springvann og sterilt destillert vann. Disse vannprøvene har blitt brukt som inokulum i 50 mL oljeprøver i ulike konsentrasjoner. De ferdig dyrkede prøvene ble videre inokulert på tryptic soy agar tilsatt 2,3,5-triphenyltetrazoliumklorid og rose bengal chloramphenicol agar. Platene ble videre inkubert i 5 dager. Kolonidannende prøver ble telt, kvantifisert på tellekammer og gramfarget for identifisering.

Over tid viste de inokulerte oljeprøvene en nedbrytningsgradient som tydelig korrelerer med mengde tilsatt vann. Dette har også forekommet i oljeprøver som originalt ikke resulterte i vekst på agarplater. Av totalt 540 agarplater, ble det observert 72 tilfeller av mikrobiell vekst. Det lave antallet veksttilfeller kan skyldes for kort inkuberingstid på kolbene, og bør økes i videre forsøk. EALen viser høyere gjennomsnittlig bakteriell tetthet enn den mineralske.

I den EALen forekom det et større antall tilfeller av vekst på agarplater enn hos den mineralske. Resultatene indikerer at det er lettere for bakterier å livnære seg av esterbaserte EALs enn paraffinske mineralske oljer. Sopp ble kun påvist på agarplater fra prøver med mineralsk olje. Dette indikerer at sopp lettere metaboliserer paraffinske mineralske oljer enn esterbaserte EALs.

Gjennom gramfarging ble det observert både Gram-positive og Gram-negative kokkeformede bakterier. Disse bakteriene kan tyde på å være slektene Staphylococcous (Gram-positive) og Acinetobacter (Gram-negative). Gramfarging av en prøve med mineralsk olje ga det eneste tilfelle Gram-negative koliforme bakterier som tyder på å være av Pseudomonas-slekten. Soppvekstenes morfologi er uniforme og har likhetstrekk med Aspergillus-slekten. Mer nøyaktig identifisering av mikrobielle arter kan gjøres i videre forskning.

In line with the green shift, the hope is that environmentally acceptable lubricants (EAL) can replace traditional mineral and synthetic oils, however there are some challenges. One of these challenges is if water enters a system using an EAL, it can initiate a degradation process that may result in a system breakdown.

This thesis examines and compares bacterial growth and degradation between an EAL and a mineral oil upon the addition of water. Water samples include water from Brattørkaia and Gåsaparken in Trondheim, as well as tap water and sterilized distilled water. These water samples have been utilized as inoculum in 50 mL oil samples in various concentrations. The cultured samples were then inoculated on tryptic soy agar with added 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride and rose bengal chloramphenicol agar. The plates were incubated for 5 days. Colony-forming samples were counted, quantified using a counting chamber, and Gram stained for identification.

Over time, the inoculated oil samples showed a degradation gradient that clearly correlates with the amount of water added. This was also observed in oil samples that initially did not result in growth on agar plates. Out of a total of 540 agar plates, 72 instances of microbial growth were observed. The low number of growth instances may be due to an incubation period that was too short for the samples, which should be increased in future experiments. The EAL shows a higher average bacterial density than the mineral oil.

A larger amount of instances of growth occured on agar plates utilizing the EAL, compared to the mineral oil. The results indicate that it is easier for bacteria to thrive on ester-based EALs than on paraffinic mineral oils. Fungi were only detected on agar plates from samples with mineral oils. This suggests that fungi metabolize paraffinic oils more easily than ester-based EALs.

Through Gram staining, both Gram-positive and Gram-negative coccus-shaped bacteria were observed. These bacteria are likely from the genera Staphylococcus (Gram-positive) and Acinetobacter (Gram-negative). Gram staining of a sample with mineral oil revealed the only instance of Gram-negative coliform bacteria, which are likely from the textitPseudomonas genus. The morphology of the fungal growths are uniform and resemble the Aspergillus genus. More precise identification of microbial species can be performed in further research.