Pada skala komersial, gum Xanthan diproduksi melalui fermentasi aerobik dengan menggunakan isopropil alkohol. Kemudian dilanjutkan dengan pengeringan dan penggilingan. Kondisi optimal dalam proses Produksi gum memerlukan aerasi tinggi dan suhu konstan. Oleh karena itu hasil fermentasi dengan cara tersebut jauh lebih banyak dibandingkan produksi secara alami pada tanaman kubis. Kultur Xanthomonas campestris murni, setelah diberikan inokulum(media cair dicampurkan dengan nutriennya) untuk built up. Kemudian ditumbuhkan pada tempat pembiakan dan kemudian digunakan fermentor untuk melakukan pembiakan selanjutnya. Media yang sama terdiri dari karbohidrat dan beberapa nutrien lain.
Nutrien tambahan yang dibutuhkan oleh mikroorganisme adalah ion ammonium, buffer fosfat, ion magnesium dan sedikit unsur lain. Penurunan pH broth (kaldu) selama fermentasi terjadi karena pembentukan asam organik sebagai produk tambahan dan sebagai bahan dari molekul polisakarida. Jika pH turun dibawah titik kritis kira-kira 5, maka produksi gum akan turun dengan signifikan atau berhenti sama sekali.
Oleh karena itu dalam setiap fermentasi beberapa jenis bakteri memerlukan penambahan bahan alkali yang sangat penting untuk mempertahankan pH pada selang 6 sampai 7,5 dan suhu fermentasi yang sesuai sekitar 28ᵒC sedangkan glukosa, sukrosa dan pati semuanya diperkiraan ekuivalen dengan efisiensi produksi polisakarida. Pada saat proses akan berakhir, broth fermentasi perlu di pasteurifikasikan pada suhu yang mendekati titik didih, gum xanthan diperoleh kembali melalui pengendapan dengan isopropil alkohol. Polisakarida yang diperoleh kembali melalui pengendapan dengan isopropil alkohol. Polisakarida yang diperoleh dikeringkan dan digiling menurut penyebaran ukuran partikel. Kemudian dikemas dan siap dipasarkan.
Kondisi Operasional Yang Dibutuhkan
- Inocullum Build-up
Proses terbentuknya inokulum bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi sel tetapi meminimalkan produksi gum xanthan karena disekitar sel menghambat transportasi massa nutrisi dan memperpanjang fase lag dari pertumbuhan. Mikroorganisme tersebut dipindahkan dari medium padat kultur kompleks (biasanya YM agar-agar) untuk volume kecil (5 atau 7 mL) dari medium cair kompleks (biasanya YM), tetapi inkubasi hanya terbatas sampai 7 jam untuk mencegah produksi yang signifikan dari xanthan. Volume inokulum untuk fermentor produksi adalah antara 5 dan 10% dari volume kaldu total dalam bejana. - Suhu
Suhu yang digunakan untuk kisaran produksi xantan adalah 25-34 ° C, tetapi keberadaan kultur pada suhu 28 ° C dan 30 ° C adalah cukup umum. Peneliti Cadmus dkk menyimpulkan bahwa kenaikan temperatur kultur akan meningkatkan produksi xanthan tetapi menurunkan konten piruvatnya. Untuk mendapatkan hasil xanthan tinggi, suhu antara 31 dan 33 ° C dianjurkan, tapi kultur pada suhu 27 ± 31 ° C akan lebih baik pada pencapaian kandungan piruvat yang tinggi dalam gum. Selain itu, optimal suhu untuk produksi xanthan tergantung pada media produksi yang digunakan. - pH
Sebagian besar penulis setuju bahwa pH netral adalah nilai optimum untuk pertumbuhan X. campestris. Selama produksi xanthan, pH menurun dari pH netral terhadap nilai-nilai hampir 5 karena gugus asam hadir dalam xanthan. Beberapa penulis berpendapat bahwa kontrol pH tidak diperlukan untuk proses ini tetapi yang lain merekomendasikan kontrol pada pH netral menggunakan alkali seperti KOH, NaOH, dan NH4OH .Sebuah studi tentang pengaruh pH menunjukkan bahwa kontrol pH tidak meningkatkan sel pertumbuhan, tetapi tidak berpengaruh pada xanthan produksi. Ketika pH dikendalikan, produksi xanthan berhenti setelah fase pertumbuhan stasioner dicapai dan ini efek independen dari alkali digunakan untuk mengontrol pH. Bila pH tidak terkontrol, gusi produksi terus selama fase stasioner pertumbuhan - Tranfer Massa
Berbagai jenis bioreaktor telah digunakan untuk memproduksi gum xanthan , tetapi tangki berpengaduk sparged digunakan paling sering. Dalam reaktor berpengaduk, tingkat laju massa oksigen transfer dipengaruhi oleh laju aliran udara dan kecepatan pengaduk. Ketika reaktor berpengaduk digunakan, laju alir udara umumnya dipertahankan pada nilai konstan, biasanya 1 L / L min. Sebaliknya, kecepatan pengadukan yang digunakan bervariasi pada rentang yang luas.
Langkah – langkah utama proses Produksi Xanthan dirangkum pada tabel di bawah ini :
