Xylitol, ein Lebensmittelinhaltsstoff, wurde erstmals 1890 vom deutschen Wissenschaftler Hermann Emil Fischer aus der Rinde von Buchen isoliert. Es kommt natürlicherweise in pflanzlichen Rohstoffen wie Erdbeeren, Pflaumen und Blumenkohl vor (300-935 mg/100 g Trockengewicht). Es kann mittels Lösungsmittelextraktion direkt aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden, allerdings ist der Gehalt an Xylit in Obst und Gemüse gering.
In den 1970er Jahren leistete Finnland Pionierarbeit bei der chromatographischen Trennung von D-Xylose aus verschiedenen lignozellulosehaltigen Materialien. Anschließend wurde D-Xylose unter hoher Temperatur, hohem Druck und Wasserstoffkatalyse zu Xylitol reduziert und daraus eine industrielle Methode zur Xylitolproduktion entwickelt. Alternativ kann Xylitol auch aus Xylose-reicher Lignozellulose-Biomasse synthetisiert werden. Bei der Produktion von Xylitol im In- und Ausland werden hauptsächlich pentosanreiche Rohstoffe wie natürliches Weizenstroh, Weizen, Maisstängel und Maiskolben verwendet. Die Vorbehandlung umfasst eine saure Hydrolyse (z. B. HCl, H₂SO₄), gefolgt von einer Xylose-Reinigung aus der Hemicellulosefraktion und anschließender Hydrierung unter einem Katalysator.
Mit Fortschritten in der Biotechnologie können Pentosane enthaltende landwirtschaftliche Abfälle (wie Maiskolben, Bagasse und Oliventrester) auch mit verdünnter Säure hydrolysiert werden, um Xylosehydrolysat zu erhalten. Anschließend können Mikroorganismen eingesetzt werden, um die Xylose zu Xylitol zu reduzieren. Die mikrobielle Fermentation von Hemizellulosehydrolysat zur Herstellung von Xylitol bietet Vorteile wie milde Reaktionsbedingungen, einfache Bedienung, Umweltfreundlichkeit bei relativ geringer Schadstoffbelastung sowie zuverlässige Produktqualität und -sicherheit, was es zu einer potenziell kostengünstigen Alternative zur Gewinnung dieses Polyols macht.