Shiga toxins (Stxs), some of the most important virulence factors in enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7, are known to be induced and released by various environmental cues, such as DNA damage responses and stress-inducing chemicals. In order to investigate the possible effects of growth media on Stxs expression, we analyzed the growth kinetics and expression of Stxs (Stx1 and 2) in cells grown in Luria-Bertani (LB) and E. coli (EC) media, which are widely used for EHEC O157:H7. Through direct plating and quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR), it was revealed that, when EHEC O157:H7 was grown in EC medium, the total bacterial count was reduced significantly and the stx1 transcription was greatly increased during the stationary growth phase than that in LB. Here we report that bile salts and lactose, which are the two only components in EC medium that are absent in LB, function as negative and positive regulatory signals, respectively, for the transcription of both stx1 and stx2. Indeed, stx transcription was significantly increased (~5.7 and ~21.8 fold for stx1 and stx2, respectively; p < 0.05) in an EC medium lacking bile salts when compared to the normal EC. In contrast, EHEC O157:H7 grown in an EC medium lacking lactose did significantly decrease these transcriptions (~93.5 and ~4.3 fold for stx1 and stx2, respectively; p < 0.05). Consistently, stx transcription was drastically increased in an LB medium supplemented with lactose, implying that lactose might be an environmental trigger for the expression of Stxs.

본 연구는 마늘의 물추출물(AGE)의 E. coli O157:H7,S. typhimurium, 그리고 S. aureus에 대한 항균효과를 조사하였다. AGE의 E. coli O157:H7, S. typhimurium, and S.aureus에 대한 최소억제농도(MIC)는 각각 24, 48 그리고 24 mg/mL이었으며, 최소살균농도(MBC)는 모든 균에 대하여 96 mg/mL이었다. AGE 24 mg/mL을 E. coli O157:H7에 투여하고 배양 24시간 후에, 균의 증식이 무처리 대조군과 비교하여 유의성 있게 감소하였다(p < 0.01). 그러나 AGE 24 mg/mL을 S. aureus에 투여하고 배양 24시간 후에, 대조군과 비교하여 유의성 있는 균의 증식억제 효과가 나타나지 않았으나, AGE 96 mg/mL을 투여한 경우에서는 배양 24시간 후에 대조군과 비교하여 유의성 있는 균의 증식억제가 나타났다(p < 0.01). AGE 48 (p < 0.05)과 96 mg/mL (p < 0.001)을 S. typhimurim에 투여하고 24시간배양 후에, 대조군과 비교하여 통계적으로 유의성 있는 균의 증식억제 효과가 나타났다. 본 연구의 결과로부터, 마늘의 물추출물은 항생제와 화학적 식품보존제의 대체제로서 사용이 가능할 것으로 사료된다.

The aim of study was to investigate the virulence profile of Escherichia coli O157:H7 bacteriophages isolated from sewage and livestock stools. Among 23 E. coli O157:H7 bacteriophages, 14 strains were isolated from sewage and 9 were from animal stools collected from 10 livestock farms in Korea. For each bacteriophage DNA sample, the presence of stx1, stx2, eae, aafII, ial, elt, estI, estII, astA, afa, and cnf was examined by polymerase chain reaction. The detection rate of eae, stx2, estI, astA, and ial was 100%, 69.6%, 13.0%, 13.0%, 8.7%, respectively. While all E. coli O157:H7 bacteriophages isolated from stools carried eae+stx2, stx2+eae, eae+astA, eae, stx2+eae+estI, eae+estI, stx2+eae+ial, and eae+ial were observed in bacteriophages isolated from sewage. As several plasmid-carrying virulence factors (estI, astA, and ial) were found in E. coli O157:H7 bacteriophages obtained from sewage and stools, the microbial safety of bacteriophages should be investigated in further study.

The objective of this study was to investigate the antimicrobial effects of carvacrol (CV) against Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli O157:H7 (E. coli O157:H7) strains in milk. The minimum inhibitory concentrations (MICs) and minimum bactericidal concentrations (MBCs) of CV against S. aureus and E. coli O157:H7 were determined. In addition, bactericidal kinetics and antimicrobial activity of CV against the aforementioned pathogens in milk over a period of 2 weeks were investigated. CV exhibited antibacterial activity against both foodborne pathogens tested. The MIC and MBC of CV against S. aureus were 15.0 and 20 mg/mL, respectively, whereas those against E. coli O157:H7 were 16.0 and 32 mg/mL, respectively. In time-kill assays, CV at MBC reduced the number of S. aureus and E. coli O157:H7 in milk to undetectable levels within 24 hr. The antibacterial effects of CV persisted for 14 days without any loss of activity. Results of this study suggest that CV has a potential antibacterial activity against foodborne pathogens such as S. aureus and E. coli O157:H7 in milk.

Previously, we demonstrated the presence of a second copy of LPS myristoyl transferase in enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7, an important zoonotic diarrheagenic food-borne pathogen; the pO157-encoded ecf (an eae-conserved fragment) and the chromosomally-encoded lpxM (also referred to as msbM) genes. Although both genes share the same function as an LPS myristoyl transferase, the pO157-encoded ecf is thermoregulated via an intrinsically curved DNA while the chromosomal lpxM is regulated by the PhoP/Q two component regulatory system. However, it is unclear why E. coli O157: H7 carries two copies of LPS myristoyl transferase that are differentially regulated. In this study, a whole genome-scale transcriptome specific to E. coli O157:H7 was carried out for identification of the genes differentially expressed in the amyristoylated E. coli O157:H7. The results identified a total of 110 EHEC genes that were up- or down-regulated in the amyristoylated E. coli O157:H7 strain, including genes associated with virulence (26.36%), metabolism (20.91%), transport (10.91%), signal transduction (4.55%), genetic information processing (3.64%), stress response (2.73%), regulatory function (2.73%), motility/adherence (3.64%), cell envelope (2.73%), cell division (1.82%) and ORFs of unknown function (17.27%). Of particular interest, the expression of LEE pathogenicity island genes was significantly influenced by LPS structural defects.

본 연구는 polyvinyl chroride (PVC)와 stainless steel 표면에서 E. coli O157:H7의 부착, 바이오필름형성, 온·습도에 따른 생존율을 조사하고, E. coli O157:H7이 오염된 작업대 표면에서 상추로의 교차오염도 조사를 통하여 E. coli O157:H7에 오염된 작업대가 상추의 미생물학적 안전성에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 작업대 표면 재질인 PVC와 stainless steel에 E. coli O157:H7 배양액을 1시간 노출시켰을 때, PVC의 경우, stainless steel 보다 10배 정도 부착력이 높았으나, 6시간째는 두 재질간의 차이가 없었다. 또한, E. coli O157:H7의 바이오필름 형성은 TSB > 10% 상추추출액 > 1% 상추추출액 > phosphate buffer 순이었으며, 재질별로는 PVC에서 바이오필름형성능이 높은 것으로 나타났다. 온도 20oC, 30oC, 습도 43%, 69%, 100% 에서 각각 노출 시켰을 때, E. coli O157:H7은 온도 30oC, 습 도 43%, 69% 조건에서 12시간 내에 약 5.0 log CFU/coupon이 감소한데 반해, 상대습도 100%에서는 농도의 큰 변화 없이 5 일 이상 생존이 지속되었다. 또한, 유기물이 작업대 표면에 존재 시, E. coli O157:H7의 감소 속도가 느렸다. E. coli O157:H7 에 오염된 작업대에 상추를 접촉시키고 상추의 오염도를 조사한 결과, 상추 표면에 수분이 존재할 때 오염된 작업대 표면에서 E. coli O157:H7의 이동수준이 상추에 수분이 없을 때 보다 10 배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 E. coli O157:H7에 오염된 작업대는 상추의 안전성에 직접적인 영향을 미칠 수 있어 작업 후에 세척, 소독을 통하여 위생적으로 관리하는 것이 필요하다.

The present study was evaluated the antibacterial effect of the combination of Coptidis rhizoma, Glycyrrhiza uralensis Fischet, Schizandra chinensis and Corni Fructus(1:1:1) extracts(CGSC10). Furthermore, the effectiveness of CGSC10, sodium chlorate, and the combination of CGSC10 and sodium chlorate(CGSCS10) against E. coli O157:H7 infection was studied using ICR female mice. During the incubation period, the dose of 5, 10, and 20% CGSC10 was inhibited the growth of E. coli O157:H7 by 34.7, 60.2, and 76.4%, respectively. For 7 days after single challenge with E. coli O157:H7, forty female ICR mice were divided into four experimental groups which were administered in drinking water with saline, 10% CGSC10, 15 mM sodium chlorate, and CGSCS10, respectively. On the 3rd day, the number of E. coli O157:H7 in mouse feces was significantly decreased by administration of CGSC10, 15 mM sodium chlorate, and CGSCS10 (p < 0.001). On the 7th day-after administration, CGSC10, sodium chlorate, and CGSCS10 were decreased the number of E. coli O157:H7 by 27.1, 67.7, and 83.3%, respectively. According to the results of the present study, administration of CGSCS10 to mice can reduce the severity of E. coli O157:H7 infection. In addition, it is suggested that CGSCS10 represents a good candidate for the treatment of enteric infections in domestic animals.

This study was to evaluate the growth potential of E. coli O157:H7 in lettuce leaf extracts and on lettuce leaf surface at various temperatures. The pathogen can survive and multiply in the extracts and leaf surface of lettuce. The population of E. coli O157:H7 in the lettuce extracts reached to 4.79 log CFU/mL at 37℃. The multiplication of pathogen in lettuce extracts initiated within 10 hours of inoculation over 15℃ conditions. And it can survive in the lettuce leaf extracts at 4℃ for 100 hours at least. And this pathogen can multiply on lettuce leaf surface and the population of pathogen on the lettuce leaf surface increased to 1.82 log CFU/g at 25℃. At 37℃, the pathogen density increased to 1.53 CFU/g within 3 days after inoculation. At all temperature, irrespective of the inoculation level, similar trends in growth of E. coli O157:H7 were observed. These results emphasize the growth potential of E. coli O157:H7 in lettuce leaf extract and on lettuce leaf surface. To reduce the risk of outbreak, it is important to maintain the cold chain system during storage before the consumption.

In this study, two duplex real-time PCR approach with melting curve analysis is presented for the detection of Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Salmonella spp. and Staphylococcus aureus, which are important food-borne bacterial pathogens usually present in fresh and/or minimally processed vegetables. Reaction conditions were adjusted for the simultaneous amplification and detection of specific fragments in the β-glucuronidase (uidA, E. coli), thermonuclease (nuc, S. aureus), hemolycin (hly, L. monocytogenes) and tetrathionate reductase (ttr, Salmonella spp.) genes. Melting curve analysis using a SYBR Green I real-time PCR approach showed characteristic Tm values demonstrating the specific and efficient amplification of the four pathogens; 80.6 ± 0.9 ℃,86.9 ± 0.5 ℃, 80.4 ± 0.6 ℃ and 88.1 ± 0.11 ℃ for S. aureus, E. coli O157:H7, L. monocytogenes and Salmonella spp.,respectively. For all the pathogens, the two duplex, real-time PCR was equally sensitive to uniplex real-time PCR,using same amounts of purified DNA, and allowed detection of 10 genome equivalents. When our established duplex real-time PCR assay was applied to artificially inoculated fresh lettuce, the detection limit was 10³ CFU/g for each of these pathogens without enrichment. The results from this study showed that the developed duplex real-time PCR with melting curve analysis is promising as a rapid and cost-effective test method for improving food safety.

The present study was evaluated the antibacterial effect of the combination of Coptidis rhizoma,Lonicerae Flos, and Paeonia japonica (1:1:1) extracts (CLP1000). Also, the effectiveness of CLP1000, dioctahedral smectite (DHS), and the combination of CLP1000 and DHS (CLPS1000) against E. coli O157:H7 infection was studied using ICR female mice. During the incubation period, the dose of 10% and 20% CLP1000 were inhibited the growth of E. coli O157:H7 by 30% and 47%, respectively. For 7 days after single challenge with E. coli O157:H7, forty female ICR mice were divided into four experimental groups which were orally administered with saline, 10% CLP1000, 10% DHS, and 10% CLPS1000, respectively. On the 3rd day, the number of E. coli O157:H7 in mouse feces was significantly decreased by administration of CLP1000 (p < 0.05), DHS (p < 0.05) and CLPS1000 (p < 0.001). On the 7th day, CLP1000 (p < 0.05) and CLPS1000 (p < 0.001) administration significantly decreased the number of E. coli O157:H7. According to the results of the present study, administration of CLPS1000 to mice can reduce the severity of E. coli O157:H7 infection. Also, it is suggested that CLPS100 represents a good candidate for the treatment of enteric infections in domestic animals.

This study was conducted to develop a model for describing the effect of storage temperature (4, 10, 15, 20, 25, 30 and 35℃) on the growth of Escherichia coli O157 : H7 in ready-to-eat (RTE) lettuce treated with or without (control) alkaline electrolyzed water (AIEW). The growth curves were well fitted with the Gompertz equation, which was used to determine the specific growth rate (SGR) and lag time (LT) of E. coli O157 : H7 (R2 = 0.994). Results showed that the obtained SGR and LT were dependent on the storage temperature. The growth rate increased with increasing temperature from 4 to 35℃. The square root models were used to evaluate the effect of storage temperature on the growth of E. coli O157 : H7 in lettuce samples treated without or with AIEW. The coefficient of determination (R2), adjusted determination coefficient (R2 Adj), and mean square error (MSE) were employed to validate the established models. It showed that R2 and R2 Adj were close to 1 (> 0.93), and MSE calculated from models of untreated and treated lettuce were 0.031 and 0.025, respectively. The results demonstrated that the overall predictions of the growth of E. coli O157 : H7 agreed with the observed data.

본 연구는 시판되는 증자 녹차의 에탄올 추출물과 에탄올 추출물로부터 분획한 분획물로부터 최근 병원성 식중독균으로서 문제시되고 있는 E. coli O157:H7균에 대한 항균성을 검색하였다. 에탄올 추출물로부터 그 유효성분을 조사하기 위하여 핵산, 에틸아세테이트, 클로로포름 및 물로서 분획한 후 MIC를 검색한 결과 에틸아세테이트 분획물이 500μg/disk 농도로 가장 강한 활성을 나타내었으며, 헥산 분획물은 활성이 없었다. 가장 강한 항균력을 나타낸 에틸아세테이트 분획물의 농도별 항균력 및 pH에 대한 영향을 조사한 결과 균종에 따라 차이는 있지만 3균주 모두 250-2000μg/disk 농도에서 새육이 억제되었다. 또한 E. coli O157:H7균은 산성조건에서는 생육이 가능하지만 pH 10 이상의 강한 알칼리 조건에서는 생육이 크게 억제되었다. 35℃에서 E. coli O157:H7 933과 932균에 대한 에틸아세테이트 분획물의 농도별 생육저해 효과를 검색한 결과 두 균주 모두 250μg/ml , 500μg/ml의 농도에서는 12시간 이후부터 생육하기 시작하였으나 1000μg/ml의 농도에서는 생육이 크게 저해되었다.

항생제 및 항균 물질 등의 오, 남용으로 인하여 항생제 내성균들이 등장, 사회적으로 큰 문제가 되고 있으며, 최근에는 식물이나 probiotics 등과 같이 항생제를 대체할 수 있는 물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 국내에서 오래 전부터 민간 요법으로 사용되어 오던 백련초 (Opuntia ficus-indica var. saboten)를 이용하여 in vitro와 in vivo에서 Salmonella enteyica serova. Enteritidis (S. enteritidis), S. enterica serova. Typhimurium (S. Typhimurium) DT104 및 Escherichia coli O157:H7에 대한 항균능을 평가하였다 백련초의 수용액이 포함된 Moulter Hinton agar에 Salmonella spp. 및 S. coli O157:H7를 접종한 결과 이들 균에 대한 억제능(inhibitory activity)을 확인할 수 있었다. 백련초 제제를 경구투여한 군에서 분변으로 배출되는 S.typhimurium DT104의 수가 급격히 감소하였고, 낀 후에는 더 이상 분변으로 균이 배출되지 않았으며, intestinal IgA가 유의적으로 증가함이 확인되었다. 본 연구를 통하여 백련초가 in vitro에서 S. enteritis, S. Typhimurium DT104와 E. coli O157:H7대한 항균력을 나타낼 뿐만 아니라 마우스의 gastrointestinal tract에서 역시 Salmonella에 대한 항균력을 보임을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 백련초 및 그 성분을 이용한 병원성 세균의 제거 및 면역 증진 효과 등과 같은 연구의 필요성이 확인되었고, 그 응용 가능성도 매우 높을 것으로 사료된다.

강 알칼리 이온수인 GC-100X의 항균력을 6가지 주요 식품위해 미생물들에 대해 시험하되 4℃, 25℃ 및 36℃의 서로 다른 온도조건과 유기물 조건 하에서 실험을 수행하였다. 그 결과 GC-100X는 37℃, 3시간 반응 조건 하에서 모든 유해균에 대해 1.0X 10^4 CFU/ml감소 이상의 효과를 나타내었으며 멸균 증류수나 표준 경수로 2배 희석한 경우에도 동일한 결과를 나타내었다. 유기물이 존재할 경우는 항균력의 약화가 관찰되었고, 그람 양성균에 대한 항균력은 높지 않았으나 그람 음성균에 대해서는 강력하고 빠른 사멸능력을 나타내었다. 방울 토마토에 인위적으로 E. coli O157:H7을 부착시키고 그에 대한 GC-100X의 세척효과를 기타의 세척제들과 비교해 본 결과, GC-100X 원액, GC-100X 5% 용액은 100 ppm 염소용액과 유사한 세척효과를 나타내었으며 시판 주방용 합성세제에 비해 그 성능이 우수하였다. 또한 시판 주방용 합성세제와는 달리 GC-100X, GC-100X 5% 및 3% 100 ppm 염소용액은 세척후 토마토 내부로의 균 침투를 억제하는 기능이 있음을 확인하였다. 이 결과는 식품 위생과 주방 청결에 일조할 하나의 방안으로서 안전성, 항균력, 세척력을 갖춘 GC-100X의 식품분야 적용 가능성을 시사하고 있다.

동치미액은 전통적으로 냉면국물로 이용되어왔다. 냉면국물의 미생물 오염문제를 해결하기 위하여 항균활성이 높은 김치 젖산균 Lactobacillus homohiochii B21과 Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides C16을 스타터로 혼합사용하여 동치미액을 제조하고, 이를 냉면국물에 100%, 50%, 10% 및 0% 첨가하여 20℃ 및 10℃에서 보관할 때에 동치미액의 항균력으로 인하여 의도적으로 첨가한 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli O157:H7의 증식이 억제되는 정도를 조사하였다. 동치미액 100%인 냉면국물은 20℃에서 보관할 때에 Listeria monocytogenes는 8시간만에, Escherichia coli O157:H7는 40시간만이 10^6CFU/ml에서 10^0CFU/ml로 각각 급격히 사멸하였고, 10℃에서 보관할 때에도 시간경과에 따라 생균수가 급격히 감소하였으나 감소속도는 20℃에서 보관할 때보다 느렸다. 동치미액을 50% 첨가한 육수에서도 Listeria monocytogenes와 Escherichia coli O157:H7는 시간경과에 따라 급격히 감소하였으며, 감소속도는 동치미액 100%일 경우보다 느렸다. 동치미액을 10% 첨가한 육수는 20℃에서 보관할 때는 초기에 Listeria monocytogenes 및 Escherichia coli O157:H7의 균수증가가 약간 있었으나 동치미액 무첨가에 비하여 현저히 억제되었으며, 16시간 이후부터는 균수가 서서히 감소하였다. 동치미액을 첨가하지 않은 육수는 20℃에서 보관할 때는 초기부터 Listeria monocytogenes 및 Escherichia coli O157:H7의 균수증가가 급격히 이루어졌으며, 10℃에서 보관할 때는 24시간 이후부터 서서히 증가하였다. Listeria monocytogenes 및 Escherichia coli O157:H7에 대한 본 동치미액의 항균활성은 후자의 미생물보다 전자에 대하여 더욱 강하게 나타났다. 본 연구의 동치미액을 육수에 50% 첨가하여 냉면국물을 제조한다면 보관중의 미생물 오염문제 해결에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

최근 산업의 발달로 인한 식품의 안전성에 대한 국민의 우려가 증가되고 있으며 특히 식품을 미생물의 증식으로부터 안전하게 보존하기 위한 천연식품보존제의 개발이 요구되고 있다. 지구상에 풍부한 천연자원인 키토산과 합성화학보존제인 소르빈산을 사용하여 그람음성 병원성 식중독 원인균인 E. coli O157:H7과 대표적 그람양성 식중독 원인균인 Staph. aureus에 대해 실험한 결과는 다음과 같았다. 5. coli O157:H7에 대한 키토산의 최소발육억제농도는 pH 5.0에서 500 ppm, pH 5.5에서 250 ppm, pH 6.0에서 500 ppm, 그리고 pH 6.5에서 2000 ppm이었으며, Staph. aureus에 대한 키토산의 최소발육억제농도는 pH 5.0에서 31.3 ppm이었으며 , pH 5.5 이상에서는 62.5 ppm이었다. 소르빈산의 최소발육억제농도는 pH 5.0에서 500 ppm, pH 5.5에서 1500 ppm, 그리고 PH 6.0 이상에서는 2000ppm이상이었다. Staph. aureus에 대한 소르빈산의 최소발육억제농도는 pH 5.0에서 1500ppm이었으며, pH 5.5 이상에서는 2000 ppm 이상이었다. E. coli O157:H7에 대한 키토산과 소르빈산의 병 용처리효과는 pH에 크게 영향을 받아 pH 6.5에서는 키토산농도 500 ppm과 소르빈산 500 ppm농도에 발육이 억제되었으나 pH 5.0에서는 키토산농도 250 ppm과 소르빈산 31.3 ppm에 억제되었다. 한편, Staph. aureus에서는 pH에 대한 영향이 별로 없었으며, 키토산의 영향을 크게 받으나 소르빈산의 영향은 거의 없었다. pH 6.5, 37℃의 조건하에서 E. coli O137:H7은 키토산 500 ppm 및 소르빈산 500 ppm 처리와 키토산 250 ppm 및 소르빈산 250 ppm 병용처리군에서 모두 증식이 억제되었으나 키토산과 소르빈산 단독처리군에서는 배양시간이 증가함에 따라 균의 증식이 계속되었다. Staph. aureus는 소르빈산에 영향을 받지않았으며 병용효과보다는 키토산에 대한 영향이 컸다. pH 5.5, 37℃의 조건하에서 E. coli O157:H7은 키토산 500 ppm, 250 ppm 단독첨가시와 병용처리시 모두 3시간 이내에 균증식이 억제되었다. Staph. aureus의 경우는 키토산 50 ppm 단독처리군과 키토산 25 ppm과 소르빈산 2000 ppm 병용처리군에서 균증식이 사면되었다. E. coli O157:H7에 대한 키토산과 소르빈산병용처리시 MIC와의 상관관계는 pH 6.5에서 R=0.95(p<0.01), pH 6.0에서 R=0.99(p<0.01), pH 5.5에서 R=0.97(p<0.01), 그리고 pH 5.0에서 R=0.99(p.0.01)로 높은 상관관계를 나타내었다. Staph. aureus에 대해서는 소르빈산의 병용처리에 의한 효과는 거의 없었다. 이상의 결과로 종합하면 pH변화에 따른 키토산과 소르빈산 단독 및 병용처리로 인한 상승효과를 확인할 수 있었으며 이 결과 천연식품인 키토산을 병용함으로써 인체에 영향이 있는 합성화학보존제인 소르빈산의 양을 감소시킬 수 있었으며, 또한 식품의 보존성을 더 증가 또는 유지시킬수 있을 것으로 기대되었다.