Περίληψη
Τα μανιτάρια αποτελούν βασικό συστατικό της ανθρώπινης διατροφής, καθώς διαθέτουν ξεχωριστή γεύση και εξαιρετική διατροφική αξία, ενώ αποτελούν πηγή πρωτεϊνών υψηλής βιολογικής αξίας, βιταμινών και μετάλλων. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά ευαλλοίωτα προϊόντα, με μόνο το 45% της παγκόσμιας παραγωγής τους να καταναλώνεται φρέσκο, ενώ το υπόλοιπο 55% να υποβάλλεται σε επεξεργασία, όπως ξήρανση, κατάψυξη ή κονσερβοποίηση, προκειμένου να παραταθεί ο χρόνος ζωής τους. Κύριος λόγος της μικρής διατηρησιμότητας των μανιταριών είναι η υψηλή περιεκτικότητά τους σε υγρασία (~93%), η απουσία προστατευτικής μεμβράνης και ο υψηλός ρυθμός αναπνοής τους. Επομένως, η εύρεση νέων τεχνικών για την επεξεργασία και συντήρηση των μανιταριών είναι κρίσιμη. Τα τελευταία χρόνια, στη βιομηχανία τροφίμων, το αυξανόμενο ενδιαφέρον των καταναλωτών για ασφαλή και ελάχιστα επεξεργασμένα τρόφιμα έχει οδηγήσει στην εφαρμογή της «τεχνολογίας εμποδίων». Κατά την τεχνολογία εμποδίων, γίνεται εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας και σ ...
Τα μανιτάρια αποτελούν βασικό συστατικό της ανθρώπινης διατροφής, καθώς διαθέτουν ξεχωριστή γεύση και εξαιρετική διατροφική αξία, ενώ αποτελούν πηγή πρωτεϊνών υψηλής βιολογικής αξίας, βιταμινών και μετάλλων. Ωστόσο, είναι εξαιρετικά ευαλλοίωτα προϊόντα, με μόνο το 45% της παγκόσμιας παραγωγής τους να καταναλώνεται φρέσκο, ενώ το υπόλοιπο 55% να υποβάλλεται σε επεξεργασία, όπως ξήρανση, κατάψυξη ή κονσερβοποίηση, προκειμένου να παραταθεί ο χρόνος ζωής τους. Κύριος λόγος της μικρής διατηρησιμότητας των μανιταριών είναι η υψηλή περιεκτικότητά τους σε υγρασία (~93%), η απουσία προστατευτικής μεμβράνης και ο υψηλός ρυθμός αναπνοής τους. Επομένως, η εύρεση νέων τεχνικών για την επεξεργασία και συντήρηση των μανιταριών είναι κρίσιμη. Τα τελευταία χρόνια, στη βιομηχανία τροφίμων, το αυξανόμενο ενδιαφέρον των καταναλωτών για ασφαλή και ελάχιστα επεξεργασμένα τρόφιμα έχει οδηγήσει στην εφαρμογή της «τεχνολογίας εμποδίων». Κατά την τεχνολογία εμποδίων, γίνεται εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας και συντήρησης υπό ήπιες συνθήκες, οι οποίες δρουν συνεργιστικά, οδηγώντας στο επιθυμητό αποτέλεσμα χωρίς να επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα και το οργανοληπτικό προφίλ του τροφίμου. Η παρούσα διατριβή επικεντρώνεται στη μελέτη της προσέγγισης αυτής, σε 2 είδη μανιταριών (Agaricus bisporus και Pleurotus osteatus) και σε παραπροϊόντα μανιταριών πλευρώτους, με στόχο την κινητική μελέτη τεχνικών αφυδάτωσης, την αξιοποίηση παραπροϊόντων της βιομηχανίας τροφίμων και την παραγωγή προϊόντων υψηλής ποιότητας και αυξημένης διάρκειας ζωής. Ως το βασικό, κεντρικό εμπόδιο επιλέχθηκε η διεργασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης. Ως ωσμωτική αφυδάτωση ορίζεται η διαδικασία μερικής απομάκρυνσης του νερού με εμβάπτιση του τροφίμου σε ένα υπερτονικό διάλυμα. Κατά την εμβάπτιση του τροφίμου, παρατηρούνται δύο κύρια φαινόμενα μεταφοράς μάζας, η εκροή νερού από το τρόφιμο προς το υπερτονικό διάλυμα και η εισχώρηση στερεών από το ωσμωτικό διάλυμα στο τρόφιμο. Βασικές παράμετροι της διεργασίας είναι η θερμοκρασία, η συγκέντρωση του ωσμωτικού διαλύματος και η διάρκεια της ώσμωσης. Εφόσον η διεργασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης αποτέλεσε τον πυρήνα του πειραματικού σχεδιασμού, επιλέχθηκε να γίνει κινητική μελέτη και βελτιστοποίηση της διαδικασίας της ώσμωσης, ως προς τις κύριες παραμέτρους που προαναφέρθηκαν. Η τεχνική αυτή συνδυάστηκε και με άλλα εμπόδια, πριν και μετά την κύρια διαδικασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης, τα οποία περιλαμβάνουν την εμβάπτιση σε διάλυμα κιτρικού οξέος, την κατάψυξη, την ξήρανση σε ρεύμα θερμού αέρα και την εφαρμογή υπερήχων, με στόχο την παρασκευή τελικών προϊόντων διαφορετικών ιδιοτήτων και χρήσης. Πιο συγκεκριμένα, στο πρώτο μέρος της διδακτορικής έρευνας, εφαρμόστηκε η μεθοδολογία επιφανειών απόκρισης (Response Surface Methodology - RSM) σε συνδυασμό με πειραματικό σχεδιασμό Box–Behnken σε δείγματα λευκού μανιταριού, για την βελτιστοποίηση της ωσμωτικής αφυδάτωσης. Στόχος ήταν η μελέτη της επίδρασης των βασικών παραμέτρων της διεργασίας στην ποιότητα των δειγμάτων και την επίδραση της ώσμωσης ως προκατεργασίας πριν την κατάψυξη. Πριν την διεργασία της ωσμωτικής αφυδάτωσης, προηγήθηκε μια άλλη σύντομη και ήπια επεξεργασία, κατά την οποία τα μανιτάρια εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα κιτρικού οξέος 0,2% με στόχο τη μείωση της ενζυμικής αμαύρωσης των δειγμάτων. Οι παράμετροι που εξετάστηκαν για το βήμα της ωσμωτικής αφυδάτωσης είναι η συγκέντρωση της γλυκερόλης (30–50%), η θερμοκρασία (30–50 °C) και η διάρκεια της ώσμωσης (0–180 min). Για κάθε απόκριση, που περιλάμβανε παραμέτρους μεταφοράς μάζας και επιλεγμένους δείκτες ποιότητας, αναπτύχθηκε ένα πολυωνυμικό μοντέλο δευτέρου βαθμού και διαπιστώθηκε ότι όλοι οι εξεταζόμενοι παράγοντες της διεργασίας είχαν στατιστικά σημαντική επίδραση. Βάση συγκεκριμένων, προεπιλεγμένων κριτηρίων επιθυμητότητας, προσδιορίστηκαν οι βέλτιστες συνθήκες ώσμωσης, οι οποίες ήταν ωσμωτικό διάλυμα με συγκέντρωση γλυκερόλης 42%σε θερμοκρασία 50 °C και διάρκεια ωσμωτικής αφυδάτωσης τα 120 min. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα επαλήθευσης υπό τις βέλτιστες αυτές συνθήκες που επιβεβαίωσαν την καταλληλότητα του μοντέλου, μέσω της σύγκρισης προβλεπόμενων και πειραματικών τιμών των εξαρτημένων μεταβλητών. Επιπλέον, τα δείγματα που είχαν προεπεξεργαστεί με ωσμωτική αφυδάτωση, μετά και από κατάψυξή τους, διατήρησαν σε μεγαλύτερο βαθμό την δομή και το χρώμα τους, μετά την απόψυξη, συγκριτικά με τα μη επεξεργασμένα δείγματα, με την απώλεια νερού κατά την απόψυξη (Drip Loss) να παρουσιάζει τη μεγαλύτερη βελτίωση. Τα δείγματα αναφοράς είχαν 27,20% Drip Loss την 8η ημέρα έως 46,74% Drip Loss την 167η ημέρα αποθήκευσης στην κατάψυξη, ενώ τα δείγματα που είχαν προηγουμένως ωσμωθεί είχαν τιμές από 11,32% έως 20,56% Drip Loss για τα αντίστοιχα χρονικά σημεία. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, μελετήθηκε η επίδραση της συγκέντρωσης της γλυκερόλης (30–50%), της θερμοκρασίας (30–50 °C) και του χρόνου εμβάπτισης (20–190 min) στα φαινόμενα μεταφοράς μάζας (απώλεια νερού, πρόσληψη στερεών, ενεργότητα ύδατος, περιεκτικότητα σε υγρασία και αλάτι) και σε σημαντικούς δείκτες ποιότητας, όπως το χρώμα και η υφή, σε δείγματα μανιταριών Pleurotus ostreatus. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν με χρήση πειραματικού σχεδιασμού Box–Behnken τριών παραγόντων και τριών επιπέδων, ενώ οι μετρούμενες παράμετροι περιγράφηκαν με εξισώσεις δευτέρου βαθμού, σύμφωνα με τις αρχές της RSM. Με βάση τις συναρτήσεις επιθυμητότητας, οι βέλτιστες συνθήκες προσδιορίστηκαν στους 38,7 °C, με συγκέντρωση γλυκερόλης 30% και χρόνο εμβάπτισης 130 min. Οι συνθήκες επαληθεύτηκαν με ανεξάρτητο πείραμα και ακολούθησε εμπλουτισμός των δειγμάτων από παραπροϊόντα της απόσταξης του φυτού Rosa damascena, με στόχο την περαιτέρω ενίσχυση των αντιοξειδωτικών ιδιοτήτων των τελικών προϊόντων μανιταριού (λειτουργικό τρόφιμο). Παρατηρήθηκε ότι η ωσμωτική αφυδάτωση συνείσφερε στην ενσωμάτωση φαινολικών ουσιών στα δείγματα μανιταριών, με τη μέση συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών να ανέρχεται στα 7,15 mg GAE/ g δείγματος κατά τη διάρκεια της ώσμωσης. Στη συνέχεια τα δείγματα που ωσμώθηκαν στις βέλτιστες συνθήκες χωρίστηκαν σε δύο ομάδες, κάποια αποθηκεύτηκαν στην κατάψυξη για περαιτέρω μελέτη (προοριζόμενη τελική χρήση: κατεψυγμένα μανιτάρια) ενώ άλλα αφυδατώθηκαν περαιτέρω με ξήρανση σε ρεύμα θερμού αέρα (προοριζόμενη τελική χρήση: αφυδατωμένα μανιτάρια). Τα κατεψυγμένα δείγματα που είχαν ωσμωθεί (OD) και αυτά που είχαν ωσμωθεί και εμπλουτιστεί με φαινολικές ενώσεις (ODR) παρουσίασαν σημαντικά βελτιωμένη διατήρηση χρώματος και υφής, καθώς και μειωμένη απώλεια οπού (drip loss) μετά την απόψυξη, σε σύγκριση με τα μη επεξεργασμένα δείγματα. Πιο συγκεκριμένα, το drip loss ήταν σχεδόν διπλάσιο στα δείγματα που δεν είχαν υποστεί ώσμωση καθ’ όλη τη διάρκεια αποθήκευσης στην κατάψυξη (περίπου 28,5% στα control, έναντι 16,4% για τα OD και 16,6 για τα ODR). Τα δείγματα που οδηγήθηκαν για περαιτέρω αφυδάτωση με ξήρανση θερμού αέρα, επεξεργάστηκαν στους 40, 55 και 70 ◦C. Η προεπεξεργασία της OD μείωσε σημαντικά τον απαιτούμενο χρόνο ξήρανσης για την επίτευξη τελικής υγρασίας 10% (w.b.), ιδίως στους 70 °C, όπου η μείωση ήταν σχεδόν 50% (5 ώρες για τα μη προεπεξεργασμένα δείγματα έναντι 2,5 ωρών για τα προεπεξεργασμένα). Με την ολοκλήρωση της ξήρανσης, τα προεπεξεργασμένα δείγματα παρουσίασαν χαμηλότερες τιμές ενεργότητας ύδατος και βελτιωμένη διατήρηση του χρώματος, με βελτίωση της τάξης του 25–50%. Κατά την κινητική μελέτη της ξήρανσης σε ρεύμα θερμού αέρα, το μοντέλο Lewis κρίθηκε ως το καταλληλότερο για την μελέτη της ξήρανσης των μανιταριών πλευρώτους. Πλεονέκτημα του μοντέλου αυτού αποτελεί το γεγονός ότι περιλαμβάνει δύο μόνο παραμέτρους προς προσδιορισμό, καθιστώντας το έτσι εύκολο στη χρήση. Στο τρίτο μέρος της μελέτης, πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση της διεργασίας OD με χρήση της RSM, για την ωσμωτική αφυδάτωση παραπροϊόντων μανιταριών Pleurotus ostreatus. Οι παράμετροι της διεργασίας που εξετάστηκαν είναι η συγκέντρωση του υπέρτονου διαλύματος, μίγματος δύο διαφορετικών ωσμωτικών παραγόντων: 10–30% μαλτοδεξτρίνης και 20–40% ολιγοφρουκτόζης, χρόνος επεξεργασίας 40–80 min και θερμοκρασία 30–50 °C. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο πειραματικός σχεδιασμός Box–Behnken τεσσάρων παραγόντων και τριών επιπέδων εφαρμόστηκε με επιτυχία για την αξιολόγηση της επίδρασης των παραμέτρων της διεργασίας και τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών ωσμωτικής αφυδάτωσης για την παραγωγή ωσμωτικά αφυδατωμένων μανιταριών ενδιάμεσης υγρασίας, που προορίζονται για περαιτέρω αφυδάτωση με ξήρανση σε ρεύμα αέρα. Ο κυριότερος παράγοντας που επηρέασε τα φαινόμενα μεταφοράς μάζας ήταν η θερμοκρασία της ώσμωσης, ενώ οι βέλτιστες συνθήκες προσδιορίστηκαν στους 38 °C, με χρήση μίγματος 40% ολιγοφρουκτόζης και 19,3% μαλτοδεξτρίνης ως ωσμωτικών παραγόντων και χρόνο εμβάπτισης 80 min. Επιπλέον, κατά τη μελέτη της OD ως προκατεργασίας πριν την συμβατική ξήρανση, παρατηρήθηκε ότι η ωσμωτική προεπεξεργασία, υπό τις βέλτιστες συνθήκες, μείωσε σημαντικά τον απαιτούμενο χρόνο ξήρανσης των παραπροϊόντων σε σύγκριση με τη συμβατική ξήρανση με θερμό αέρα, ιδιαίτερα στις υψηλές θερμοκρασίες ξήρανσης. Ως εκ τούτου, η απαιτούμενη ενεργειακή κατανάλωση μειώθηκε επίσης κατά τουλάχιστον 40% στους 50 °C. Στο τέταρτο και τελευταίο μέρος της διδακτορικής έρευνας μελετήθηκε, ως ένα νέο “εμπόδιο”, η συνδυαστική χρήση της ώσμωσης με υπερήχους, με σκοπό τη σύγκρισή τους με την συμβατική ώσμωση και την πιθανότητα εμπλουτισμού των δειγμάτων λευκών μανιταριών με ιόντα μαγνησίου (στόχος η παρασκευή λειτουργικού τελικού προϊόντος ενδιάμεσης υγρασίας, με ενισχυμένη περιεκτικότητα σε μαγνήσιο). Η χρήση υπερήχων οδήγησε σε ταχύτερη απώλεια ύδατος και μείωση της ενεργότητας ύδατος, συγκριτικά με τα δείγματα στα οποία δεν είχαν εφαρμοστεί υπέρηχοι. H διεργασία της ώσμωσης, υποβοηθούμενης από τους υπερήχους, βελτιστοποιήθηκε με χρήση της RSM. Οι παράμετροι που εξετάστηκαν ήταν η ένταση των υπερήχων (36-108-180 W), η αναλογία ωσμωτικού διαλύματος/δείγματος (10/1-15/1-20/1 (w/w)) και η διάρκεια της ώσμωσης (20, 40, 60 min). Η διαδικασία πραγματοποιήθηκε στους 50 °C με ωσμωτικό διάλυμα 42% γλυκερόλης και 5% NaCl, δεδομένα που αντιστοιχούν στις βέλτιστες συνθήκες που προέκυψαν στο πρώτο μέρος της διδακτορικής έρευνας. Βάσει της μεθοδολογίας των συναρτήσεων επιθυμητότητας, οι βέλτιστες συνθήκες που προσδιορίστηκαν ήταν ένταση υπερήχων 180 W, αναλογία ωσμωτικού διαλύματος/ δείγματος: 10/1 και 60 min χρόνος εμβάπτισης. Στη συνέχεια, τα δείγματα εμβαπτίστηκαν στις βέλτιστες συνθήκες και στο ωσμωτικό διάλυμα προστέθηκε MgCl₂ σε τέσσερις συγκεντρώσεις, 0,5-1-2-3% w/w. Κατά τη μελέτη εμπλουτισμού των δειγμάτων με μαγνήσιο παρατηρήθηκε σημαντικά μεγαλύτερη πρόσληψη μαγνησίου από τα δείγματα που είχαν υποβληθεί σε συμβατική OD, σε όλες τις συγκεντρώσεις που εξετάστηκαν. Ωστόσο, η απαιτούμενη ποσότητα μαγνησίου για τον διατροφικό ισχυρισμό (56,25 mg μαγνησίου ανά 100 g), επιτεύχθηκε τόσο στα δείγματα στα οποία είχαν εφαρμοστεί υπέρηχοι (550 mg Mg²⁺) όσο και σε εκείνα που δεν είχαν (707 mg Mg²⁺), με την προσθήκη μόλις 0,5% w/w MgCl₂ στο ωσμωτικό διάλυμα. Συμπερασματικά από τις παραπάνω μελέτες προκύπτει ότι η χρήση της τεχνολογίας εμποδίων, με βασικό εμπόδιο την ωσμωτική αφυδάτωση, έχει θετική επίδραση στην επεξεργασία και συντήρηση των μανιταριών. Αλλάζοντας τη σύνθεση ή τις συνθήκες των εμποδίων που χρησιμοποιούνται κάθε φορά, επιτυγχάνεται και ένα διαφορετικό τελικό προϊόν, με βελτιωμένα χαρακτηριστικά.
περισσότερα
Περίληψη σε άλλη γλώσσα
Mushrooms represent a significant component of the human diet, due to their distinctive flavour and high nutritional value. They provide proteins of high biological value, as well as vitamins and minerals. However, these products are highly perishable. Indeed, only 45% of global production is consumed fresh, whereas the remaining 55% undergoes processing (e.g. drying, freezing, or canning) to extend shelf life. The limited shelf life of mushrooms is primarily attributed to three factors: 1) their high moisture content (approximately 93%), 2) the absence of a protective epidermal layer, and 3) their high respiration rate. Consequently, the development of innovative processing and preservation techniques for mushrooms is essential. In recent years, within the food industry, consumers’ increasing interest in safe and minimally processed foods has promoted the adoption of hurdle technology. In this approach, mild processing and preservation methods are applied in a synergistic manner, achi ...
Mushrooms represent a significant component of the human diet, due to their distinctive flavour and high nutritional value. They provide proteins of high biological value, as well as vitamins and minerals. However, these products are highly perishable. Indeed, only 45% of global production is consumed fresh, whereas the remaining 55% undergoes processing (e.g. drying, freezing, or canning) to extend shelf life. The limited shelf life of mushrooms is primarily attributed to three factors: 1) their high moisture content (approximately 93%), 2) the absence of a protective epidermal layer, and 3) their high respiration rate. Consequently, the development of innovative processing and preservation techniques for mushrooms is essential. In recent years, within the food industry, consumers’ increasing interest in safe and minimally processed foods has promoted the adoption of hurdle technology. In this approach, mild processing and preservation methods are applied in a synergistic manner, achieving the desired level of stability while minimally affecting product quality and sensory attributes. The present study focuses on the investigation of this approach in two mushroom species (Agaricus bisporus and Pleurotus ostreatus) as well as in by-products derived from Pleurotus ostreatus, with the aim of (i) performing kinetic studies of dehydration techniques, (ii) utilize by-products from the food industry, and (iii) producing high-quality products with extended shelf life. Osmotic dehydration (OD) was selected as the main hurdle. OD is defined as the process of partial water removal by immersing the food material in a hypertonic solution. During immersion, two main mass-transfer phenomena occur: water diffusion from the food to the hypertonic solution and solute uptake from the osmotic medium into the food matrix. Key process parameters include temperature, osmotic solution concentration, and immersion time. As OD constituted the fundamental hurdle of the experimental design, kinetic study and optimisation of the osmotic process were conducted with reference to the aforementioned parameters. This technique was also combined with additional hurdles, including immersion in a citric acid solution, freezing, hot-air drying and ultrasound application, aiming to produce final products with different properties and intended uses. More specifically, at the first part of the research, Response Surface Methodology (RSM) combined with a Box–Behnken experimental design was applied to white mushroom samples to optimize osmotic dehydration. The objective was to investigate the effect of key process parameters on sample quality and to evaluate OD as a pre-treatment prior to freezing. Before OD, an additional short and mild treatment was implemented, in which mushrooms were immersed in a 0,2% citric acid solution in order to reduce enzymatic browning. The factors examined were glycerol concentration (30–50%), temperature (30–50 °C) and osmotic time (0–180 min). For each response (including mass-transfer parameters and selected quality indices) a second-order polynomial model was developed, and all investigated process factors were found to have a statistically significant effect. Based on the desirability criteria, the optimum osmotic conditions were identified as 50 °C for 120 min using 42% glycerol. Validation experiments under these optimal conditions confirmed the adequacy of the model through comparison of predicted and experimental values of the dependent variables. Moreover, osmotically pre-treated samples, after freezing, retained their structure and colour to a greater extent following thawing, compared with untreated samples, with drip loss showing the most pronounced improvement. Control samples exhibited drip loss values of 27,20% on the 8th day and 46,74% on the 167th day of frozen storage, whereas samples previously subjected to OD ranged from 11,32% to 20,56% at the corresponding time points. In the second part of the study, the effect of glycerol concentration (30–50%), temperature (30–50 °C) and immersion time (20–190 min) on mass transfer phenomena (water loss, solid gain, water activity, moisture and salt content) and on key quality attributes, such as colour and texture, were investigated in Pleurotus ostreatus samples. Experiments were conducted using a three-factor, three-level Box–Behnken design, and the measured responses were described by second-order equations in accordance with RSM principles. Based on desirability functions, the optimal conditions were determined as 38,7 °C, 30% glycerol, and 130 min immersion time. These conditions were verified via an independent experiment. After that, samples were enriched with by-products from the distillation of Rosa damascena, aiming to further enhance the antioxidant properties of the final mushroom products (producing a functional food). It was observed that OD enhances the incorporation of phenolic compounds into mushroom samples, with a mean phenolic concentration reaching 8 mg GAE/g sample during osmosis. Subsequently, samples osmotically treated under optimal conditions were divided into two groups: one group was stored under frozen conditions for further study (intended end use: frozen mushrooms), while the other group underwent further dehydration by hot air drying (intended end use: dehydrated mushrooms). The frozen samples that had undergone OD, as well as those subjected to OD and enriched with phenolic compounds (ODR), exhibited significantly improved colour and texture retention and reduced drip loss after thawing, compared with untreated samples. Drip loss was almost double in the non-osmosed samples throughout frozen storage (approximately 28,5% in controls versus 16,4% for OD and 16,6% for ODR). Samples intended for further dehydration by hot-air drying were processed at 40, 55, and 70 °C. OD pre-treatment significantly reduced the drying time required to reach a final moisture content of 10% (w.b.), particularly at 70 °C, where the reduction approached 50% (5 h for untreated samples versus 2,5 h for pre-treated samples). Following the drying process, samples that had undergone pretreatment demonstrated reduced water activity levels and enhanced colour preservation (approximately 25–50%). During the kinetic study of hot-air drying, the Lewis model was considered the most appropriate for describing the drying behavior of Pleurotus mushrooms. A notable benefit of this model is its simplicity, which derives from the fact that it incorporates only two parameters, thus facilitating straightforward application. In the third part of the study, the OD process was optimized using RSM for the osmotic dehydration of Pleurotus ostreatus by-products. The examined process variables were the concentration of the hypertonic solution (comprising a mixture of two osmotic agents: 10–30% maltodextrin and 20–40% oligofructose) immersion time (40–80 min), and temperature (30–50 °C). The findings suggested that a four-factor, three-level Box–Behnken experimental design was effectively utilized to evaluate the impact of process parameters and to determine the optimal osmotic dehydration conditions for producing intermediate moisture mushroom products intended for subsequent hot-air drying. Temperature was the main factor affecting mass-transfer phenomena, while the optimal conditions were determined as 38 °C, 40% oligofructose, 19,3% maltodextrin and immersion time 80 min. Furthermore, when OD was used as a pre-treatment prior to conventional drying, osmotic pre-treatment under optimal conditions significantly reduced the required drying time of the by-products compared with conventional drying, particularly at higher drying temperatures. Consequently, the required energy consumption was also reduced by at least 40% at 50 °C. In the fourth and final part of the research, the combined use of osmosis with ultrasound was investigated as a novel hurdle, aiming to compare it with conventional OD and to assess the potential enrichment of white mushroom samples with magnesium ions (target: development of an intermediate-moisture functional product with enhanced magnesium content). Ultrasound application resulted in faster water loss and a greater reduction in water activity compared with samples processed without ultrasound. Ultrasound-assisted osmosis was optimized using RSM. The factors examined were ultrasound power (36–108–180 W), osmotic solution to sample ratio (10/1–15/1–20/1, w/w) and duration (20, 40, 60 min). The process was conducted at 50 °C using an osmotic solution containing 42% glycerol and 5% NaCl, corresponding to the optimal conditions identified in the first part of the doctoral research. Based on desirability functions, the optimal conditions were determined as 180 W ultrasound power, an osmotic solution to sample ratio of 10/1 and 60 min immersion time. Subsequently, samples were treated under the optimal conditions and MgCl₂ was added to the osmotic solution at four concentrations (0,5–1–2–3%). During magnesium enrichment, significantly higher magnesium uptake was observed in samples subjected to conventional OD across all concentrations tested. Nevertheless, the magnesium amount required to support the nutrition claim (56,25 mg magnesium per 100 g) was achieved both in ultrasound-treated samples (550 mg Mg²⁺) and in non-ultrasound samples (707 mg Mg²⁺), with the addition of only 0,5% MgCl₂ to the osmotic solution. Overall, the findings of the doctoral research indicate that the application of hurdle technology, with osmotic dehydration as the main hurdle, exerts a positive effect on mushroom processing and preservation. By modifying the composition and/or conditions of the applied hurdles, different final products with improved characteristics can be obtained.
περισσότερα