Koristeći mikroorganizme poput kvasca i bakterija kao "biokatalizatora", ksiloza se metaboličkim putevima pretvara u ksilitol, sastojak hrane. Tipični procesi uključuju:
Šaržna fermentacija: Rastvor ksiloze se pomeša sa mikrobnim inokulumom i fermentiše na 30-35 stepeni i pH 5,5-6,5 tokom 48-72 sata, dajući ksilitol brzinom od 0,6-0,8 g/g ksiloze.
Kontinuirana fermentacija: Kontinuirana proizvodnja se postiže održavanjem aktivnosti mikrobnih ćelija kroz -serijsko dodavanje otopine ksiloze, ali to zahtijeva veća ulaganja u opremu.
Prednosti bioloških metoda uključuju blage uslove reakcije, nisku potrošnju energije (30%-50% energetski efikasnije od hemijskih metoda) i bez zagađenja teškim metalima, što je u skladu sa trendovima zelene proizvodnje. Međutim, trenutne stope konverzije inokuluma su relativno niske (obično ispod 70%), a ciklus fermentacije je dug, što rezultira troškovima proizvodnje koji su 20%-30% viši od hemijskih metoda.
Ključne kontrolne tačke
Predtretman sirovina: Hidroliza prehrambenih sirovina ksilitola zahtijeva kontroliranu koncentraciju kiseline (0,5%-1%) i temperaturu (100-120 stupnjeva) kako bi se izbjegla pretjerana degradacija i stvaranje nusproizvoda kao što je furfural.
Parametri katalitičke hidrogenacije: Prenizak pritisak vodika će dovesti do nepotpune reakcije, dok će previsok pritisak povećati troškove opreme; katalizator treba periodično aktivirati (npr. čišćenje alkalnim rastvorom) da bi održao svoju aktivnost.
Odabir soja fermentacije: Poboljšanje tolerancije soja na ksilozu i stope konverzije kroz tehnologiju za uređivanje gena je ključni smjer za smanjenje troškova u biološkim procesima.