Κατά την παρασκευή της σάλτσας σόγιας, διάφορες οργανικές ουσίες στις πρώτες ύλες υφίστανται σύνθετες βιοχημικές αντιδράσεις υπό τη δράση διαφορετικών συστημάτων ενζύμων διαφόρων μικροοργανισμών, σχηματίζοντας μια ποικιλία συστατικών στη σάλτσα σόγιας. Μεταξύ αυτών, οι πρωτεΐνες στις πρώτες ύλες υφίστανται μια σειρά διεργασιών υδρόλυσης υπό τη διαδοχική δράση πρωτεασών και πεπτιδασών, δημιουργώντας πεπτίδια διαφορετικού μοριακού βάρους. Η βέλτιστη θερμοκρασία για τη δράση των πρωτεασών και των πεπτιδασών είναι 40–45 βαθμοί.
Οι φυτικές πρωτεΐνες περιέχουν 18 αμινοξέα. Το γλουταμινικό οξύ και το ασπαρτικό οξύ συμβάλλουν στη γεύση umami, η γλυκίνη, η αλανίνη και η τρυπτοφάνη συμβάλλουν στη γλυκύτητα, η τυροσίνη συμβάλλει στην πικρία και τα πεπτίδια συμβάλλουν επίσης στο umami και τη γεύση. Το άζωτο αμινοξέων αντιπροσωπεύει περίπου το 50% του συνολικού αζώτου στην τελική σάλτσα σόγιας. Εάν προστεθεί ανεπαρκές αλάτι ή η άλμη δεν αναμειχθεί ομοιόμορφα, μπορούν εύκολα να αναπτυχθούν σήψη βακτήρια στον πολτό που έχει υποστεί ζύμωση, αποσυνθέτοντας αμινοξέα για να παράγουν αμμωνία και αμίνες, με αποτέλεσμα την απώλεια της γεύσης umami και την παραγωγή δυσάρεστων και δυσάρεστων οσμών. Επομένως, η πρόληψη είναι ζωτικής σημασίας. Η βέλτιστη θερμοκρασία για την ανάπτυξη σήψης βακτηρίων είναι περίπου 30 βαθμούς και το κατάλληλο περιβάλλον είναι ουδέτερο ή ελαφρώς αλκαλικό.
Η αμυλάση υδρολύει το άμυλο για να παράγει σάκχαρα, παρέχοντας θρεπτικά συστατικά για ζυμωτικά βακτήρια (όπως βακτήρια γαλακτικού οξέος). Αυτά τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται σταδιακά και υφίστανται ζύμωση γαλακτικού οξέος, δημιουργώντας ένα ελαφρώς όξινο έως όξινο περιβάλλον που αναστέλλει αποτελεσματικά τα σήψη βακτήρια και δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη και τη ζύμωση της ζύμης. Οι πρωτεΐνες συνεχίζουν να υδρολύονται υπό τη δράση όξινων πρωτεασών. Ταυτόχρονα, συμβαίνουν και άλλοι τύποι ζύμωσης, παράγοντας αντίστοιχα προϊόντα όπως οργανικά οξέα και αλκοόλες.
Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, η κυτταρίνη, η ημικυτταρίνη, η πηκτίνη και τα λίπη στις πρώτες ύλες υφίστανται επίσης ενζυμικές αλλαγές, σχηματίζοντας τα αντίστοιχα προϊόντα αποσύνθεσής τους.
Μεταξύ αυτών των προϊόντων, τα οργανικά οξέα και οι αλκοόλες υφίστανται αντιδράσεις εστεροποίησης για να σχηματίσουν διάφορους εστέρες.
Εκτός από τα προϊόντα αμινοξέων, η σάλτσα σόγιας περιέχει σάκχαρα όπως δεξτρίνη, μαλτόζη, γλυκόζη και πεντόζη. οργανικά οξέα όπως γαλακτικό οξύ, οξικό οξύ, κιτρικό οξύ, ηλεκτρικό οξύ, προπιονικό οξύ και μηλικό οξύ. αλκοόλες όπως αιθανόλη, μεθανόλη, προπανόλη, βουτανόλη, πεντανόλη και εξανόλη. και εστέρες όπως οξικός αιθυλεστέρας, γαλακτικός αιθυλεστέρας, οξικός βουτυλεστέρας και προπιονικός αιθυλεστέρας. Καθένα από αυτά συμβάλλει στη μοναδική γεύση της σάλτσας σόγιας. Το μαύρισμα ή η ανάπτυξη χρώματος εμφανίζεται επίσης κατά την παρασκευή της σάλτσας σόγιας. Υπάρχουν δύο τύποι αμαύρωσης: η ενζυματική αμαύρωση και η μη{3}}ενζυμική αμαύρωση. Η πρώτη περιλαμβάνει την οξείδωση της τυροσίνης σε καφέ χρωστικές (μελανίνη) υπό την κατάλυση της μικροβιακής φαινολικής υδροξυλάσης και της πολυφαινολοοξειδάσης, που εμφανίζεται κυρίως στα τελευταία στάδια της ζύμωσης. Το τελευταίο δεν περιλαμβάνει άμεση εμπλοκή ενζύμων. συμβαίνει όταν τα προϊόντα ζύμωσης όπως η γλυκόζη και τα αμινοξέα υφίστανται μια αντίδραση Maillard για την παραγωγή μελανοϊδινών. Η παράταση της περιόδου ζύμωσης και η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να ενισχύσει αυτή την αντίδραση αλλά να επηρεάσει την ενζυματική ζύμωση. Επομένως, αυτή η αντίδραση αμαύρωσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο στα τελευταία στάδια της ζύμωσης. Το παραπάνω ρόδισμα παράγει μόνο ανοιχτόχρωμη-σάλτσα σόγιας. Εάν επιθυμείτε μια σκούρα καφέ σάλτσα σόγιας, πρέπει να προστεθεί χρωματισμός καραμέλας (που γίνεται με καραμελοποίηση ζάχαρης στους 150-200 βαθμούς, μια διαδικασία που δεν εμπλέκεται στη ζύμωση της σάλτσας σόγιας). Ως εκ τούτου, η ανάμειξη του παρασκευασμένου koji (εναρκτήριο ζύμωσης) με άλμη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ζύμωσης επώασης επιταχύνει τις χημικές αλλαγές διαφόρων ενζύμων σε κατάλληλες θερμοκρασίες, παράγοντας ένα μείγμα umami, γλυκύτητας, αλκοολικής γεύσης, ξινής και αλμυρής άλμης, με αποτέλεσμα το μοναδικό χρώμα, άρωμα, γεύση και σώμα της σάλτσας σόγιας. Ο σχηματισμός συστατικών αρώματος σάλτσας σόγιας είναι ακόμη πιο περίπλοκος, με περισσότερα από 80 ίχνη αρωματικών συστατικών που ανακαλύφθηκαν, κυρίως εστέρες, αλκοόλες, υδροξυ ενώσεις, ακετάλες και φαινόλες. Οι πηγές τους περιλαμβάνουν αυτές που παράγονται από πρώτες ύλες, εκείνες που αποτελούνται από μεταβολίτες Aspergillus, εκείνους που παράγονται από μεταβολίτες βακτηρίων γαλακτικού οξέος που είναι ανθεκτικοί στο άλας και εκείνες που παράγονται από χημικές αντιδράσεις.
