यीस्ट और बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों को "जैव उत्प्रेरक" के रूप में उपयोग करते हुए, ज़ाइलोज़ को चयापचय मार्गों के माध्यम से ज़ाइलिटोल, एक खाद्य घटक में परिवर्तित किया जाता है। विशिष्ट प्रक्रियाओं में शामिल हैं:
बैच किण्वन: एक जाइलोज़ घोल को माइक्रोबियल इनोकुलम के साथ मिलाया जाता है और 30-35 डिग्री और पीएच 5.5-6.5 पर 48-72 घंटों के लिए किण्वित किया जाता है, जिससे 0.6-0.8 ग्राम/ग्राम जाइलोज़ की दर से जाइलिटोल प्राप्त होता है।
निरंतर किण्वन: ज़ाइलोज़ समाधान के फेडेड - बैच संयोजन के माध्यम से माइक्रोबियल सेल गतिविधि को बनाए रखकर निरंतर उत्पादन प्राप्त किया जाता है, लेकिन इसके लिए उच्च उपकरण निवेश की आवश्यकता होती है।
जैविक तरीकों के फायदों में हल्की प्रतिक्रिया की स्थिति, कम ऊर्जा खपत (रासायनिक तरीकों की तुलना में 30% -50% अधिक ऊर्जा कुशल), और कोई भारी धातु प्रदूषण नहीं, हरित उत्पादन प्रवृत्तियों के साथ संरेखित करना शामिल है। हालाँकि, वर्तमान इनोकुलम रूपांतरण दर अपेक्षाकृत कम है (आमतौर पर 70% से नीचे), और किण्वन चक्र लंबा है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन लागत रासायनिक तरीकों की तुलना में 20% -30% अधिक है।
प्रमुख नियंत्रण बिंदु
कच्चे माल का पूर्व उपचार: ज़ाइलिटोल खाद्य कच्चे माल के हाइड्रोलिसिस के लिए नियंत्रित एसिड एकाग्रता (0.5% -1%) और तापमान (100-120 डिग्री) की आवश्यकता होती है ताकि अत्यधिक गिरावट और फ़्यूरफ़्यूरल जैसे उपोत्पादों की पीढ़ी से बचा जा सके।
उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण पैरामीटर: बहुत कम हाइड्रोजन दबाव से अपूर्ण प्रतिक्रिया होगी, जबकि बहुत अधिक दबाव से उपकरण की लागत बढ़ जाएगी; उत्प्रेरक को अपनी गतिविधि बनाए रखने के लिए समय-समय पर सक्रियण (उदाहरण के लिए, क्षारीय घोल से सफाई) की आवश्यकता होती है।
किण्वन तनाव चयन: जीन संपादन प्रौद्योगिकी के माध्यम से ज़ाइलोज़ और रूपांतरण दर के प्रति तनाव की सहनशीलता में सुधार करना जैविक प्रक्रियाओं में लागत में कमी के लिए एक मुख्य दिशा है।