Alfalfa sprouts have been implicated in several salmonellosis outbreaks in recent years. Electrolysis of a NaCl solution generates, in the anode side of a two-chamber electrolyzer, acidic electrolyzed oxidizing (EO) water which contains Cl₂, HOC1, dissolved oxygen, and it is characterized by a low pH and a high oxidation reduction potential (ORP). The disinfectant effects of EO water against Salmonella enterica both in an aqueous system and on artificially contaminated alfalfa seeds were determined. EO water (pH 2.54 to 2.38, and ORP +1083 to +1092 mV) exhibited strong potential for the inactivation of S. enterica in an aqueous system (producing a reduction of at least 6.6 log CFU/ml). Treatment of artificially contaminated alfalfa seeds with EO water at a seed-to-EO water ratio of 1:100 for 15 and 60 min significantly reduced Salmonella populations by 2.04 and 1.96 log CFU/g, respectively (P < 0.05), while a Butterfield's buffer wash decreased Salmonella populations by 0.18 and 0.23 log CFU/g, respectively. Germination of seeds was not significantly affected (P > 0.05) by a treatment for up to 60 min in electrolyzed water. Further studies were undertaken to investigate whether •OH radical species are present in EO water or are formed when EO water reacts with iron ions. Electron spin resonance spectroscopy (ESR) coupled with the spin trapping technique was used for the detection of free radicals. The DMPO-OH spin adduct, characteristic to •OH radicals, was not observed. In the presence of DMPO (5,5-dimethyl-l-pyrroline-N-oxide), the reactions of EO water with Fe³⁺ and Fe²⁺ yielded the spin adduct DMPO-OH. However, the addition of •OH radical scavengers (ethanol, methanol, and mannitol) to the reaction mixture, did not reduce the DMPO-OH signal nor generated the characteristic DMPO-alkyl spin adducts. This indicated that the DMPO-OH signal was due to a nucleophilic addition of water to DMPO and not to trapping of OH radicals. Addition of DMPO to EO water, generated an ESR spectrum identical with that of 5,5-dimethyl-2-pyrrolidone- N-oxyl (DMPOX). Hypochlorous acid, generated in the anode chamber, is proposed to oxidize the spin trap DMPO with the formation of DMPOX. / Graduation date: 2004

Ziel dieser Arbeit war es, die porzine Salmonelleninfektion unter Berücksichtigung der drei beim Schwein am häufigsten vorkommenden Salmonella-Serovaren anhand des klinischen Bildes, der quantitativen und qualitativen Erregerausscheidung, des Kolonisationsverhaltens, der Serokonversion bezüglich der unterschiedlichen Immunglobulin-Isotypen IgA, IgG und IgM sowie durch die Labordiagnostik näher zu charakterisieren. Bisherige Studien an Schweinen wurden überwiegend mit S. Typhimurium durchgeführt, weitere Serovare sind bisher nur unzureichend erforscht worden, obwohl sie ebenfalls zoonotisches Potential besitzen, aber vergleichsweise nur als gering virulent und kaum invasiv gelten. Die Durchführung dieser Studie erfolgte mit 6 Wochen alten Absatzferkeln, welche nach einem bereits etablierten Modell mit den jeweiligen Salmonella-Serovaren infiziert wurden. Nach dem Challenge wurden die Tiere täglich klinisch untersucht und es wurden Kotproben zur qualitativen und quantitativen Erregerausscheidung entnommen. Parallel dazu wurden im Abstand von zwei bzw. drei Tagen Blutproben für ein Differentialblutbild, Blutchemie sowie für die serologische Untersuchung gewonnen. Nach einer Woche wurden die Tiere getötet und es wurden insgesamt 13 sterile Organproben gewonnen, um eine Aussage über das Kolonisationsverhalten treffen zu können. Die Infektionsversuche zeigten, dass nach oraler Verabreichung von 1x1010 KbE die Tiere der mit S. Infantis infizierten Gruppe, entgegen den Erwartungen, die stärksten klinischen Symptome einer Salmonellose mit Diarrhoe, Fieber, Anorexie sowie reduziertem Allgemeinbefinden zeigten. Nach dem Challenge schieden alle Tiere der drei Infektionsgruppen den jeweiligen Challengestamm zu allen Zeitpunkten des Experimentes aus. Dabei war die quantitative Erregerausscheidung bei der S. Infantis-Infektionsgruppe stets am höchsten, bei der S. Derby-Gruppe stets am geringsten. Die Kolonisationsrate in den untersuchten Organproben war bei der S. Derby-Gruppe mit insgesamt 80,7 % am höchsten, gefolgt von der S. Typhimurium DT104-Gruppe mit 80,3 %. S. Infantis wurde mit einer Kolonisationsrate von 73,6 % am seltensten isoliert. Bei der quantitativen bakteriologischen Untersuchung der Organproben wurden bei der S. Typhimurium DT104-Gruppe die meisten Salmonellen vorwiegend aus den lymphatischen Organen isoliert, während bei der S. Infantis-Gruppe die Salmonellenbelastung in den essbaren Organen am höchsten war. Die serologische Untersuchung mittels isotypspezifischen ELISA offenbarte für IgG einzig bei der S. Typhimurium DT104-Gruppe einen deutlichen Anstieg der spezifischen Antikörperaktivität, während für IgM die höchste Aktivität bei der S. Derby-Gruppe gemessen wurde. Für IgA fand bei allen Tieren der drei Infektionsgruppen keine Serokonversion statt. Im Differentialblutbild stellten sich bei allen Tieren der drei Infektionsgruppen nach dem Challenge mit einer Leukozytose, einer Linksverschiebung und einer Monozytose typische Anzeichen einer bakteriellen Infektion ein. Die blutchemische Untersuchung offenbarte besonders bei der S. Typhimurium DT104-Gruppe und der S. Infantis-Gruppe größere Verluste von Natrium und Chlorid nach dem Challenge, während es bei der S. Derby-Gruppe zu keinen Elektrolytverschiebungen im Plasma kam. Im Rahmen dieser Arbeit wurde deutlich, dass S. Infantis auch beim Schwein schwere klinische Verläufe verursachen kann und auch in essbaren Organen kolonisiert. Diese invasiven Isolate stellen neben den wirtschaftlichen Verlusten ein großes Verbraucher- schutzproblem dar. Obwohl die Prävalenz von S. Infantis beim Schwein nicht so hoch wie die von S. Typhimurium ist, so sollte diese Serovar in Zukunft besonders beobachtet werden. Für S. Derby wurde trotz schwacher Virulenz die höchste Kolonisationsrate nachgewiesen, was deren Potential, klinisch inapparente Salmonelleninfektionen auszulösen, deutlich macht. Somit belegt diese Arbeit, dass S. Infantis und S. Derby für den Menschen sehr bedeutsam sein können und daher ein entsprechendes Monitoring erfordern.

Dissertation (Ph.D.)--Auburn University, 2005. / Includes bibliographical references (ℓ. 68-77).

Thesis (M.S.- Microbiology and Medical Technology)--University of Arizona. / Includes bibliographical references (leaves 31-32).

Erlangen, Nürnberg, Universiẗat, Diss., 2005. / Enth. 1 Sonderabdr. aus: Cellular microbiology ; 5. 2003. - Beitr. teilw. dt., teilw. engl.

Thesis (M.S.)--Texas State University-San Marcos, 2007. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 41-45).

Thesis (Ph.D.) -- University of Adelaide, Dept. of Microbiology, 1983. / Typescript (photocopy).

Thesis (Ph.D)--University of Adelaide, Dept. of Molecular Sciences, 2001. / Corrigenda attached after the bibliography. Bibliography: leaves 166-206.

Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Molecular Biosciences, 2002? / Files on accompanying CD-ROM: Appendix III Phages ST64T and ST64B sequences, are in rtf format. Bibliography: leaves 279-324.

Thesis(M.S.)--Auburn University, 2006. / Abstract. Vita. Includes bibliographic references.