Effect of thermosonication on pathogenic bacteria, quality attributes and stability of soursop nectar during cold storage

Figures & data

Figure 1. Schematic diagram of thermosonication treatment to laboratory scale used in this study.

Figura 1. Diagrama esquemático del tratamiento de termosonicación a escala de laboratorio usado en este estudio.

Table 1. Experimental matrix and treatments (TS1–TS9) and lethal and sublethal effects of thermosonication on Escherichia coli and Staphylococcus aureus inoculated in soursop nectar.

Tabla 1. Matriz experimental y tratamientos (TS1-TS9) y efectos letal y subletal de la termosonicación sobre Escherichia coli y Staphylococcus aureus inoculadas en néctar de guanábana.

Treatments	Experimental conditions	Lethality E. coli (log CFU/mL)	Sublethal damage E. coli (%)	Lethality S. aureus (log CFU/mL)	Sublethal damage S. aureus (%)
TS1	1.1 W/mL, 2 min, 34°C	3.44 ± 0.36^a	99.99	3.14 ± 0.11^a	99.98
TS2	1.4 W/mL, 6 min, 34°C	3.58 ± 0.48^a	99.99	3.31 ± 0.21^a	99.99
TS3	1.2 W/mL, 10 min, 34°C	3.89 ± 0.26^a	99.99	3.43 ± 0.23^ab	99.99
TS4	1.4 W/mL, 2 min, 44°C	3.79 ± 0.07^a	99.99	3.31 ± 0.10^a	99.99
TS5	1.2 W/mL, 6 min, 44°C	3.90 ± 0.27^a	99.99	3.50 ± 0.01^ab	99.99
TS6	1.4 W/mL, 10 min, 44°C	4.02 ± 0.09^a	100	4.03 ± 0.18^c	100
TS7	1.2 W/mL, 2 min, 54°C	3.68 ± 0.21^a	99.99	3.78 ± 0.20^bc	100
TS8	1.4 W/mL; 6 min, 54°C	4.81 ± 0.15^b	100	4.50 ± 0.11^d	100
TS9	1.4 W/mL; 10 min, 54°C	5.16 ± 0.03^b	100	5.18 ± 0.05^e	100

Values are the average ± standard deviation (n = 6). Different letters in each column indicate significant statistical differences between treatments (α = 0.05).

Los valores son la media ± desviación estándar (n = 6). Distintas letras en cada columna indican diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos (α = 0,05).

Figure 2. Pareto chart of the effect of the thermosonication on E. coli (a), S. aureus (b) and predicted/evaluated survival curve (c).

Figura 2. Diagrama de Pareto de efecto del termosonicado sobre E. coli (a) y S. aureus (b) y curva de supervivencia (c) predicha y evaluada.

Table 2. Microbiological counts in unpasteurized (UPN) and thermosonicated (TSN) soursop nectars, during storage at 4°C.

Tabla 2. Conteos microbiológicos en néctares de guanábana sin pasteurizar (UPN) y termosonicado (TSN), durante su almacenamiento a 4ºC.

Microorganism	Treatments	Days of storage (log CFU/mL)
		0	5	15	30	45
Aerobic mesophilic bacteria	UPN	1.97 ± 0.11^a	4.06 ± 0.02^bA	4.34 ± 0.01^cA	–	–
	*TSN	ND	ND	ND	1.60 ± 0.15^aB	2.16 ± 0.75^b
Coliform bacteria	UPN	1.10 ± 0.17^a	2.79 ± 0.09^b	3.11 ± 0.02^c	–	–
	*TSN	ND	ND	ND	ND	1.20 ± 0.17
Molds	UPN	1.10 ± 0.17^a	1.69 ± 0.21^b	2.50 ± 0.04^c	–	–
	*TSN	ND	ND	ND	ND	ND
Yeast	UPN	1.65 ± 0.15^a	3.90 ± 0.01^b	4.18 ± 0.07^cA	–	–
	*TSN	ND	ND	ND	1.10 ± 0.44^aB	3.56 ± 0.04^b

Values are the average (n = 6) ± standard deviation (SD). Lowercase letters indicate significant statistical differences (p < 0.05) between days of storage. Capital letters indicate significant statistical differences (p < 0.05) between treatments. *Experimental conditions TSN = 1.4 W/mL at 51°C for 10 min. ND: Not detectable. Blank space = Samples were not evaluated due to visible spoilage.

Los valores son el promedio (n = 6) ± desviación estándar (SD). Letras minúsculas indican diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre días de almacenamiento. Letras mayúsculas indican diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre tratamientos. *Condiciones experimentales TSN = 1,4 W/mL a 51°C por 10 min; ND = No detectable; Espacio en blanco = Las muestras no fueron evaluadas debido a visible deterioro.

Table 3. Polyphenol oxidase (PPO) activity in unpasteurized (UPN) and thermosonicated (TSN) soursop nectars, during storage at 4°C.

Tabla 3. Actividad de la polifenoloxidasa en néctar de guanábana sin pasteurizar (UPN) y termosonicado (TSN), durante su almacenamiento a 4ºC.

Parameter	Treatments	Days of storage
		0	5	15	30	45
Specific PPO activity (U/mg protein)	UPN	6.10 ± 0.59ª^A	6.79 ± 0.55^A	6.26 ± 0.50^A	–	–
	*TSN	0.16 ± 0.02^b	ND	ND	ND	ND

Values are the averages of triplicate determinations from two different experiments (n = 6) ± standard deviation (SD). Different lowercase letters indicate significant differences between treatments (day 0) and uppercase letters indicate significant differences by storage time (p < 0.05). *Experimental conditions TSN = 1.4 W/mL at 51°C for 10 min. Blank space = Samples were discarded due to visible spoilage. ND = No PPO activity was detected.

Los valores son promedio de tres determinaciones de dos diferentes experimentos (n = 6) ± desviación estándar (SD). Letras minúsculas distintas indica diferencias significativas entre tratamientos (día 0) y letras mayúsculas indican diferencias significativas por el tiempo de almacenamiento (p < 0,05). *Condiciones experimentales TSN = 1,4 W/mL a 51°C por 10 min. Espacio en blanco = Las muestras se descartaron debido a visible deterioro. ND = No se detectó actividad enzimática de la PPO.

Table 4. pH, titratable acidity, total soluble solids, nonenzymatic browning index (NEBI) and color attributes (L, a*, b* and ΔE) of unpasteurized (UPN) and thermosonicated (TSN) soursop nectars, during storage at 4°C.

Tabla 4. pH, acidez titulable, sólidos solubles totales, índice de oscurecimiento no enzimático (NEBI) y atributos de color (L, a*, b* y ΔE) del néctar de guanábana sin pasteurizar (UPN), y termosonicado (TSN), durante su almacenamiento a 4ºC.

Parameter	Treatments	Days of storage
		0	5	15	30	45
pH	UPN	3.75 ± 0.02ª^A	3.65 ± 0.01^bB	3.43 ± 0.03^cC	–	–
	*TSN	3.73 ± 0.01ª^A	3.74 ± 0.01ª^A	3.74 ± 0.01ª^A	3.73 ± 0.01^aA	3.71 ± 0.01^b
Titratable acidity (g MAE/L)	UPN	2.0 ± 0.01^cA	2.4 ± 0.01^bA	3.3 ± 0.01^aA	–	–
	*TSN	2.2 ± 0.02^bA	2.2 ± 0.01^bA	2.2 ± 0.03^bB	2.4 ± 0.01^bB	2.6 ± 0.01^a
Total soluble solids (°Brix)	UPN	14.43 ± 0.15^aA	14.20 ± 0.10^aA	13.83 ± 0.05^bB	–	–
	*TSN	14.36 ± 0.05^aA	14.35 ± 0.05^aA	14.35 ± 0.05^aA	14.30 ± 0.04^aA	14.18 ± 0.04^ba
NEBI	UPN	0.022 ± 0.01^cA	0.094 ± 0.01^bB	0.108 ± 0.03ª^A	–	–
	*TSN	0.008 ± 0.02^aA	0.017 ± 0.01^aA	0.018 ± 0.01^aC	0.019 ± 0.01^aB	0.022 ± 0.01^a
Luminosity (L*)	UPN	47.26 ± 0.75ª^A	35.56 ± 0.14b^B	30.66 ± 0.49^cC	–	–
	*TSN	48.04 ± 0.71ª^A	48.62 ± 0.77^aA	48.23 ± 0.62^aA	47.71 ± 0.55^aA	41.25 ± 1.13^b
a*	UPN	−0.68 ± 0.08ª^A	−0.79 ± 0.03ª^A	−3.14 ± 0.03^bC	–	–
	*TSN	−1.52 ± 0.14^aC	−1.47 ± 0.12^aB	−1.55 ± 0.06^aB	−1.45 ± 0.11^aA	−1.65 ± 0.18^b
b*	UPN	1.31 ± 0.38^cA	2.23 ± 0.05^bA	4.19 ± 0.09ª^A	–	–
	*TSN	0.59 ± 0.30^bB	1.11 ± 0.43^bB	1.07 ± 0.08^bB	1.47 ± 0.10^aB	1.84 ± 0.27^a
ΔE	UPN	0	11.72	17.01	–	–
	*TSN	1.35	1.58	2.21	2.61	2.98

Values are the average (n = 6) ± standard deviation (SD). Lowercase letters indicate significant statistical differences (p < 0.05) between days of storage. Capital letters indicate significant statistical differences (p < 0.05) between treatments. MAE: Malic acid equivalents. *Experimental conditions TSN = 1.4 W/mL at 51°C for 10 min. Blank space = Samples were discarded due to visible spoilage.

Los valores son el promedio (n = 6) ± desviación estándar (SD). Letras minúsculas indican diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre días de almacenamiento. Letras mayúsculas indican diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre tratamientos. MAE = Equivalentes de ácido málico; *Condiciones experimentales TSN = 1,4 W/mL a 51°C por 10 min. Espacio en blanco = Las muestras se descartaron debido a visible deterioro.

Table 5. Ascorbic acid (AA), total soluble polyphenols (TSP) and antioxidant capacity (ABTS, DPPH and FRAP) of unpasteurized (UPN) and thermosonicated (TSN) soursop nectars, on the day of preparation and at the end of the refrigerated storage.

Tabla 5. Ácido ascórbico (AA), polifenoles solubles totales (TSP) y capacidad antioxidante del néctar de guanábana sin pasteurizar (UPN), y termosonicado (TSN), en el día de su elaboración y al final de su almacenado en refrigeración.

Treatment	Days of evaluation	AA (mg AA/100 mL)	TSP (mg GAE/100 mL)	ABTS (mmoL TE/mL)	DPPH (mmoL TE/mL)	FRAP (mmoL TE/mL)
UPN	0	35.68 ± 1.48^a	348.79 ± 3.70^a	22.66 ± 0.64^a	6.14 ± 0.77^a	4.93 ± 0.50^ab
	3	5.95 ± 0.70^e	297.09 ± 3.70^c	14.19 ± 0.79^b	0.37 ± 0.03^c	3.95 ± 0.10^c
*TSN	0	34.48 ± 1.37^a	349.99 ± 3.23^a	22.29 ± 0.54^a	7.00 ± 0.11^a	5.56 ± 0.55^a
	30	29.21 ± 1.18^b	323.88 ± 2.79^b	17.43 ± 0.52^b	4.08 ± 0.39^b	4.55 ± 0.31^b

Values are the average (n = 6) ± standard deviation (SD). Different letters indicate significant statistical differences (p < 0.05). GAE: Gallic acid equivalents; AA: ascorbic acid; TE: trolox equivalent. *Experimental conditions TSN = 1.4 W/mL at 51°C for 10 min.

Los valores son el promedio (n = 6) ± desviación estándar (SD). Letras diferentes indican diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05). GAE = Equivalentes de ácido gálico; AA = Ácido ascórbico; TE = Equivalentes de Trolox; *Condiciones experimentales TSN = 1,4 W/mL a 51°C por 10 min.

Figure 3. Sensory evaluation of unpasteurized sousorp nectar on the day of preparation (UPN) and thermosinicated (TSN) after 30 days of storage at 4°C and a commercial nectar (CN). Values are the averages of triplicate determinations from two different experiments (n = 6) ± standard deviation (SD). Different lowercase letters indicate significant differences between treatments (p < 0.05).

Figura 3. Evaluación sensorial del néctar de guanábana en el día de su elaboración, sin pasteurizar (UPN) y termosonicado (NTS) después de 30 días de almacenamiento a 4ºC, y un néctar comercial (CN). Los valores son promedio de tres determinaciones de dos diferentes experimentos (n = 6) ± desviación estándar (SD). Letras minúsculas distintas indica diferencias significativas entre tratamientos (p < 0,05).