Během vaření sójové omáčky procházejí různé organické látky v surovinách složitými biochemickými reakcemi za působení různých enzymových systémů různých mikroorganismů, které tvoří různé složky v sójové omáčce. Mezi nimi proteiny v surovinách podstupují řadu hydrolyzačních procesů za postupného působení proteáz a peptidáz, čímž vznikají peptidy o různých molekulových hmotnostech. Optimální teplota pro působení proteáz a peptidáz je 40–45 stupňů .
Rostlinné bílkoviny obsahují 18 aminokyselin; kyselina glutamová a kyselina asparagová přispívají k chuti umami, glycin, alanin a tryptofan přispívají ke sladkosti, tyrosin přispívá k hořkosti a peptidy také přispívají k umami a chuti. Aminokyselinový dusík tvoří přibližně 50 % celkového dusíku v hotové sójové omáčce. Pokud se přidá nedostatečné množství soli nebo se solný roztok nemíchá rovnoměrně, mohou se ve fermentované kaši snadno vyvinout hnilobné bakterie, které rozkládají aminokyseliny za vzniku amoniaku a aminů, což má za následek ztrátu chuti umami a produkci nepříjemných a nepříjemných pachů. Proto je důležitá prevence. Optimální teplota pro růst hnilobných bakterií je kolem 30 stupňů a vhodné prostředí je neutrální nebo mírně zásadité.
Amyláza hydrolyzuje škrob za vzniku cukrů a poskytuje živiny pro fermentační bakterie (jako jsou bakterie mléčného kvašení). Tyto bakterie se postupně množí a procházejí mléčnou fermentací, čímž vzniká mírně kyselé až kyselé prostředí, které účinně inhibuje hnilobné bakterie a vytváří příznivé podmínky pro růst a fermentaci kvasinek. Proteiny pokračují v hydrolýze působením kyselých proteáz. Současně probíhají i jiné typy fermentace, při nichž vznikají odpovídající produkty, jako jsou organické kyseliny a alkoholy.
Během fermentace celulóza, hemicelulóza, pektin a tuky v surovinách také procházejí enzymatickými změnami a tvoří jejich příslušné produkty rozkladu.
Mezi těmito produkty procházejí organické kyseliny a alkoholy esterifikačními reakcemi za vzniku různých esterů.
Kromě aminokyselinových produktů obsahuje sójová omáčka cukry, jako je dextrin, maltóza, glukóza a pentóza; organické kyseliny, jako je kyselina mléčná, kyselina octová, kyselina citrónová, kyselina jantarová, kyselina propionová a kyselina jablečná; alkoholy, jako je ethanol, methanol, propanol, butanol, pentanol a hexanol; a estery, jako je ethylacetát, ethyllaktát, butylacetát a ethylpropionát. Každý z nich přispívá k jedinečné chuti sójové omáčky. Během vaření sójové omáčky také dochází k hnědnutí neboli vývoji barvy. Existují dva typy hnědnutí: enzymatické hnědnutí a neenzymatické hnědnutí. První zahrnuje oxidaci tyrosinu na hnědé pigmenty (melanin) za katalýzy mikrobiální fenolhydroxylázy a polyfenoloxidázy, ke které dochází především v pozdějších fázích fermentace. Posledně jmenovaný nezahrnuje žádné přímé zapojení enzymů; nastává, když fermentační produkty, jako je glukóza a aminokyseliny, podléhají Maillardově reakci za vzniku melanoidinů. Prodloužení doby fermentace a zvýšení teploty může zlepšit tuto reakci, ale ovlivnit enzymatickou fermentaci. Proto lze tuto reakci zhnědnutí použít pouze v pozdějších fázích fermentace. Výše uvedeným zhnědnutím vznikne pouze světlá-sójová omáčka. Pokud je požadována tmavě hnědá sójová omáčka, je nutné přidat karamelové barvivo (vyrobené karamelizací cukru při 150-200 stupních, proces, který se netýká fermentace sójové omáčky). Proto smíchání připraveného koji (fermentačního startéru) se solným roztokem během inkubačního fermentačního procesu urychluje chemické změny různých enzymů při vhodných teplotách, čímž vzniká směs umami, sladkosti, alkoholové chuti, kyselosti a slanosti solného roztoku, což má za následek jedinečnou barvu, vůni, chuť a tělo sójové omáčky. Tvorba aromatických složek sójové omáčky je ještě složitější, bylo objeveno více než 80 stopových aromatických složek, zejména včetně esterů, alkoholů, hydroxysloučenin, acetalů a fenolů. Jejich zdroje zahrnují zdroje vyrobené ze surovin, zdroje složené z metabolitů Aspergillus, zdroje generované metabolity bakterií mléčného kvašení, které jsou odolné vůči solím, a zdroje generované chemickými reakcemi.
