Mikroorganizmusokat, például élesztőt és baktériumokat „biokatalizátorként” használva a xilóz metabolikus utakon keresztül xilitté, élelmiszer-összetevővé alakul. A tipikus folyamatok a következők:
Szakaszos fermentáció: A xilóz oldatot mikrobiális oltóanyaggal összekeverjük és 30-35 fokon, 5,5-6,5 pH-értéken 48-72 órán keresztül fermentálják, így 0,6-0,8 g/g xilóz sebességgel xilitet kapunk.
Folyamatos fermentáció: A folyamatos termelést úgy érik el, hogy a mikrobiális sejtaktivitást fenntartják xilóz-oldat adagolásával-, de ez nagyobb berendezés-befektetést igényel.
A biológiai módszerek előnyei közé tartozik az enyhe reakciókörülmények, az alacsony energiafelhasználás (30-50%-kal energiahatékonyabb, mint a kémiai módszerek), valamint a nehézfém-szennyezés hiánya, igazodva a zöld termelési trendekhez. A jelenlegi inokulum konverziós aránya azonban viszonylag alacsony (jellemzően 70% alatti), és a fermentációs ciklus hosszú, ami 20-30%-kal magasabb előállítási költségeket eredményez, mint a kémiai módszereknél.
Főbb vezérlőpontok
Nyersanyag-előkezelés: A xilit élelmiszer-alapanyagok hidrolíziséhez szabályozott savkoncentráció (0,5%-1%) és hőmérséklet (100-120 fok) szükséges a túlzott lebomlás és a melléktermékek, például furfurol képződésének elkerülése érdekében.
Katalitikus hidrogénezési paraméterek: A túl alacsony hidrogénnyomás tökéletlen reakcióhoz vezet, míg a túl magas nyomás növeli a berendezés költségeit; a katalizátort időszakonként aktiválni kell (pl. lúgos oldattal történő tisztítás), hogy fenntartsa aktivitását.
Fermentációs törzs kiválasztása: A törzs xilóz-toleranciájának és konverziós arányának javítása génszerkesztési technológiával a biológiai folyamatok költségcsökkentésének alapvető iránya.