Використовуючи такі мікроорганізми, як дріжджі та бактерії, як «біокаталізатори», ксилоза перетворюється на ксиліт, харчовий інгредієнт, через метаболічні шляхи. Типові процеси включають:
Періодична ферментація: розчин ксилози змішують з мікробним інокулятом і ферментують при 30-35 градусах і pH 5,5-6,5 протягом 48-72 годин, отримуючи ксиліт зі швидкістю 0,6-0,8 г/г ксилози.
Безперервне бродіння: безперервне виробництво досягається підтримкою активності мікробних клітин за допомогою -періодичного додавання розчину ксилози, але це вимагає значних інвестицій у обладнання.
Переваги біологічних методів включають м’які умови реакції, низьке споживання енергії (на 30–50% енергоефективніше, ніж хімічні методи) і відсутність забруднення важкими металами, що відповідає тенденціям екологічного виробництва. Однак поточні показники конверсії інокулята є відносно низькими (зазвичай нижче 70%), а цикл ферментації тривалий, що призводить до виробничих витрат, які на 20%-30% вищі, ніж хімічні методи.
Ключові контрольні точки
Попередня обробка сировини: Гідроліз харчової сировини ксиліту вимагає контрольованої концентрації кислоти (0,5%-1%) і температури (100-120 градусів), щоб уникнути надмірного розкладання та утворення побічних продуктів, таких як фурфурол.
Параметри каталітичного гідрування: занадто низький тиск водню призведе до неповної реакції, тоді як занадто високий тиск збільшить витрати на обладнання; каталізатор потребує періодичної активації (наприклад, очищення лужним розчином), щоб підтримувати свою активність.
Вибір штаму ферментації: покращення стійкості штаму до ксилози та швидкості конверсії за допомогою технології редагування генів є основним напрямком зниження витрат у біологічних процесах.