Durante la preparazione della salsa di soia, varie sostanze organiche presenti nelle materie prime subiscono complesse reazioni biochimiche sotto l'azione di diversi sistemi enzimatici di vari microrganismi, formando una varietà di componenti nella salsa di soia. Tra queste, le proteine presenti nelle materie prime subiscono una serie di processi di idrolisi sotto l'azione successiva di proteasi e peptidasi, generando peptidi di diverso peso molecolare. La temperatura ottimale per l'azione delle proteasi e delle peptidasi è di 40–45 gradi.
Le proteine vegetali contengono 18 aminoacidi; l'acido glutammico e l'acido aspartico contribuiscono al sapore umami, la glicina, l'alanina e il triptofano contribuiscono alla dolcezza, la tirosina contribuisce all'amarezza e anche i peptidi contribuiscono all'umami e al sapore. L'azoto amminoacidico rappresenta circa il 50% dell'azoto totale nella salsa di soia finita. Se si aggiunge sale insufficiente o la salamoia non viene miscelata uniformemente, i batteri putrefattivi possono facilmente svilupparsi nel mosto fermentato, decomponendo gli amminoacidi per produrre ammoniaca e ammine, con conseguente perdita del sapore umami e produzione di odori sgradevoli e sgradevoli. Pertanto, la prevenzione è fondamentale. La temperatura ottimale per la crescita dei batteri putrefattivi è intorno ai 30 gradi, e l'ambiente adatto è neutro o leggermente alcalino.
L'amilasi idrolizza l'amido per produrre zuccheri, fornendo nutrienti ai batteri fermentativi (come i batteri dell'acido lattico). Questi batteri si moltiplicano gradualmente e subiscono la fermentazione dell'acido lattico, creando un ambiente da leggermente acido a acido che inibisce efficacemente i batteri putrefattivi e crea condizioni favorevoli per la crescita e la fermentazione del lievito. Le proteine continuano a idrolizzarsi sotto l'azione delle proteasi acide. Contemporaneamente si verificano anche altri tipi di fermentazione, producendo prodotti corrispondenti come acidi organici e alcoli.
Durante la fermentazione, anche la cellulosa, l'emicellulosa, la pectina e i grassi delle materie prime subiscono cambiamenti enzimatici, formando i rispettivi prodotti di decomposizione.
Tra questi prodotti, gli acidi organici e gli alcoli subiscono reazioni di esterificazione per formare vari esteri.
Oltre ai prodotti aminoacidici, la salsa di soia contiene zuccheri come destrina, maltosio, glucosio e pentoso; acidi organici come acido lattico, acido acetico, acido citrico, acido succinico, acido propionico e acido malico; alcoli come etanolo, metanolo, propanolo, butanolo, pentanolo ed esanolo; ed esteri come acetato di etile, lattato di etile, acetato di butile ed etil propionato. Ognuno di questi contribuisce al sapore unico della salsa di soia. La doratura, o lo sviluppo del colore, si verifica anche durante la preparazione della salsa di soia. Esistono due tipi di doratura: doratura enzimatica e doratura non-enzimatica. Il primo prevede l'ossidazione della tirosina in pigmenti marroni (melanina) sotto la catalisi della fenolo idrossilasi microbica e della polifenolo ossidasi, che si verifica principalmente nelle fasi successive della fermentazione. Quest'ultimo non comporta alcun coinvolgimento diretto degli enzimi; si verifica quando i prodotti della fermentazione come glucosio e aminoacidi subiscono una reazione di Maillard per produrre melanoidine. Estendere il periodo di fermentazione e aumentare la temperatura può migliorare questa reazione ma influenzare la fermentazione enzimatica. Pertanto, questa reazione di doratura può essere utilizzata solo nelle fasi successive della fermentazione. La doratura di cui sopra produce solo salsa di soia-di colore chiaro. Se si desidera una salsa di soia marrone scuro, è necessario aggiungere il colorante caramello (ottenuto caramellando lo zucchero a 150-200 gradi, un processo non coinvolto nella fermentazione della salsa di soia). Pertanto, mescolando il koji preparato (antipasto di fermentazione) con la salamoia durante il processo di incubazione della fermentazione, si accelerano i cambiamenti chimici di vari enzimi a temperature adeguate, producendo una miscela di umami, dolcezza, sapore alcolico, acidità e salinità della salamoia, risultando nel colore, aroma, sapore e corpo unici della salsa di soia. La formazione dei componenti aromatici della salsa di soia è ancora più complessa, con la scoperta di oltre 80 tracce di componenti aromatici, tra cui principalmente esteri, alcoli, composti idrossilici, acetali e fenoli. Le loro fonti includono quelle generate da materie prime, quelle composte da metaboliti di Aspergillus, quelle generate da metaboliti di batteri lattici tolleranti al sale e quelle generate da reazioni chimiche.
