Maya ve bakteri gibi mikroorganizmaları "biyokatalizör" olarak kullanan ksiloz, metabolik yollardan bir gıda bileşeni olan ksilitole dönüştürülür. Tipik süreçler şunları içerir:
Toplu fermantasyon: Bir ksiloz çözeltisi bir mikrobiyal aşı ile karıştırılır ve 30-35 derecede ve pH 5.5-6.5'te 48-72 saat fermente edilir ve 0.6-0.8 g/g ksiloz oranında ksilitol elde edilir.
Sürekli fermantasyon: Sürekli üretim, ksiloz çözeltisinin toplu olarak eklenmesi yoluyla mikrobiyal hücre aktivitesinin sürdürülmesiyle elde edilir, ancak bu daha yüksek ekipman yatırımı gerektirir.
Biyolojik yöntemlerin avantajları arasında ılımlı reaksiyon koşulları, düşük enerji tüketimi (kimyasal yöntemlere göre %30-%50 daha fazla enerji verimliliği) ve ağır metal kirliliğinin olmaması yer alır ve yeşil üretim eğilimlerine uygundur. Bununla birlikte, mevcut aşı dönüşüm oranları nispeten düşüktür (tipik olarak %70'in altındadır) ve fermantasyon döngüsü uzundur, bu da üretim maliyetlerinin kimyasal yöntemlere göre %20-%30 daha yüksek olmasına neden olur.
Anahtar Kontrol Noktaları
Hammadde Ön İşlemi: Ksilitol gıda hammaddelerinin hidrolizi, aşırı bozunmayı ve furfural gibi yan ürünlerin oluşumunu önlemek için kontrollü asit konsantrasyonu (%0,5-%1) ve sıcaklık (100-120 derece) gerektirir.
Katalitik Hidrojenasyon Parametreleri: Çok düşük bir hidrojen basıncı reaksiyonun tamamlanmamasına yol açarken, çok yüksek bir basınç ekipman maliyetlerini artıracaktır; katalizörün aktivitesini sürdürebilmesi için periyodik aktivasyona (örn. alkalin solüsyonla temizleme) ihtiyacı vardır.
Fermantasyon Suşunun Seçimi: Suşun ksiloza karşı toleransının ve dönüşüm oranının gen düzenleme teknolojisi yoluyla iyileştirilmesi, biyolojik süreçlerde maliyetin azaltılması için temel bir yöndür.