Током припреме соја соса, различите органске супстанце у сировинама пролазе кроз сложене биохемијске реакције под дејством различитих ензимских система различитих микроорганизама, формирајући различите компоненте у соја сосу. Међу њима, протеини у сировинама пролазе кроз низ процеса хидролизе под узастопним дејством протеаза и пептидаза, стварајући пептиде различите молекуларне тежине. Оптимална температура за деловање протеаза и пептидаза је 40–45 степени.
Биљни протеини садрже 18 аминокиселина; глутаминска киселина и аспарагинска киселина доприносе укусу умамија, глицин, аланин и триптофан доприносе слаткоћи, тирозин доприноси горчини, а пептиди такође доприносе умамију и укусу. Азот аминокиселина чини око 50% укупног азота у готовом соја сосу. Ако се дода недовољно соли или се слани раствор не меша равномерно, у ферментисаној каши се лако могу развити трулежне бактерије, које разлажу аминокиселине да би произвеле амонијак и амине, што доводи до губитка укуса умамија и стварања непријатних и непријатних мириса. Стога је превенција кључна. Оптимална температура за раст трулежних бактерија је око 30 степени, а погодно окружење је неутрално или благо алкално.
Амилаза хидролизује скроб за производњу шећера, обезбеђујући хранљиве материје за ферментативне бактерије (као што су бактерије млечне киселине). Ове бактерије се постепено умножавају и подвргавају ферментацији млечне киселине, стварајући благо киселу до киселу средину која ефикасно инхибира трулежне бактерије и ствара повољне услове за раст и ферментацију квасца. Протеини настављају да хидролизују под дејством киселих протеаза. Истовремено се јављају и друге врсте ферментације, које производе одговарајуће производе као што су органске киселине и алкохоли.
Током ферментације, целулоза, хемицелулоза, пектин и масти у сировинама такође пролазе кроз ензимске промене, формирајући одговарајуће производе разлагања.
Међу овим производима, органске киселине и алкохоли пролазе кроз реакције естерификације да би се формирали различити естри.
Поред производа од аминокиселина, соја сос садржи шећере као што су декстрин, малтоза, глукоза и пентоза; органске киселине као што су млечна киселина, сирћетна киселина, лимунска киселина, јантарна киселина, пропионска киселина и јабучна киселина; алкохоли као што су етанол, метанол, пропанол, бутанол, пентанол и хексанол; и естри као што су етил ацетат, етил лактат, бутил ацетат и етил пропионат. Сваки од њих доприноси јединственом укусу соја соса. Затамњење, или развој боје, такође се јавља током кувања соја соса. Постоје две врсте смеђивања: ензимско смеђе и не-ензимско смеђе. Први укључује оксидацију тирозина у смеђе пигменте (меланин) под катализом микробне фенол хидроксилазе и полифенол оксидазе, која се првенствено јавља у каснијим фазама ферментације. Ово последње не укључује директно учешће ензима; јавља се када производи ферментације као што су глукоза и аминокиселине пролазе кроз Маиллардову реакцију да би произвели меланоидине. Продужење периода ферментације и повећање температуре могу појачати ову реакцију, али утицати на ензимску ферментацију. Због тога се ова реакција смеђења може користити само у каснијим фазама ферментације. Горенаведено смеђе боје даје само светли-соја сос. Ако се жели тамно браон соја сос, мора се додати карамел боја (направљена карамелизацијом шећера на 150-200 степени, процес који није укључен у ферментацију соја соса). Због тога, мешање припремљеног који (стартера за ферментацију) са сланим раствором током процеса инкубационе ферментације убрзава хемијске промене различитих ензима на одговарајућим температурама, стварајући мешавину умамија, слаткоће, алкохолног укуса, киселости и сланости саламуре, што резултира јединственом бојом, аромом, укусом и телом соја соса. Формирање компоненти ароме соја соса је још сложеније, са више од 80 откривених компоненти ароме у траговима, углавном укључујући естре, алкохоле, хидрокси једињења, ацетале и феноле. Њихови извори укључују оне произведене из сирових материјала, оне састављене од метаболита Аспергиллус, оне које генеришу метаболити бактерија млечне киселине отпорне на соли и оне настале хемијским реакцијама.
