Under sojasovsbrygning gennemgår forskellige organiske stoffer i råmaterialerne komplekse biokemiske reaktioner under påvirkning af forskellige enzymsystemer af forskellige mikroorganismer, der danner en række komponenter i sojasovs. Blandt disse gennemgår proteiner i råmaterialerne en række hydrolyseprocesser under successiv virkning af proteaser og peptidaser, hvilket genererer peptider med forskellig molekylvægt. Den optimale temperatur for virkningen af proteaser og peptidaser er 40-45 grader.
Planteproteiner indeholder 18 aminosyrer; glutaminsyre og asparaginsyre bidrager med umamismag, glycin, alanin og tryptofan bidrager med sødme, tyrosin bidrager med bitterhed, og peptider bidrager også til umami og smag. Aminosyrekvælstof udgør cirka 50 % af det samlede kvælstof i færdig sojasovs. Hvis der tilsættes utilstrækkeligt salt, eller saltlagen ikke blandes jævnt, kan der let udvikle sig råddnende bakterier i den fermenterede mæsk, som nedbryder aminosyrer til at producere ammoniak og aminer, hvilket resulterer i tab af umamismag og produktion af grimme og ubehagelige lugte. Derfor er forebyggelse afgørende. Den optimale temperatur for vækst af forrådnelsesbakterier er omkring 30 grader, og det egnede miljø er neutralt eller svagt basisk.
Amylase hydrolyserer stivelse for at producere sukker, hvilket giver næringsstoffer til fermentative bakterier (såsom mælkesyrebakterier). Disse bakterier formerer sig gradvist og gennemgår mælkesyregæring, hvilket skaber et let surt til surt miljø, der effektivt hæmmer forrådnelsesbakterier og skaber gunstige betingelser for gærvækst og gæring. Proteiner fortsætter med at hydrolysere under påvirkning af sure proteaser. Samtidig forekommer også andre former for gæring, der producerer tilsvarende produkter såsom organiske syrer og alkoholer.
Under fermenteringen undergår cellulose, hemicellulose, pektin og fedtstoffer i råvarerne også enzymatiske ændringer og danner deres respektive nedbrydningsprodukter.
Blandt disse produkter gennemgår organiske syrer og alkoholer esterificeringsreaktioner til dannelse af forskellige estere.
Udover aminosyreprodukter indeholder sojasovs sukkerarter såsom dextrin, maltose, glucose og pentose; organiske syrer, såsom mælkesyre, eddikesyre, citronsyre, ravsyre, propionsyre og æblesyre; alkoholer, såsom ethanol, methanol, propanol, butanol, pentanol og hexanol; og estere, såsom ethylacetat, ethyllactat, butylacetat og ethylpropionat. Hver af disse bidrager til den unikke smag af sojasovs. Brunning eller farveudvikling forekommer også under sojasovsbrygning. Der er to typer brunfarvning: enzymatisk brunfarvning og ikke-enzymatisk brunfarvning. Førstnævnte involverer oxidation af tyrosin til brune pigmenter (melanin) under katalyse af mikrobiel phenolhydroxylase og polyphenoloxidase, primært forekommende i de senere stadier af fermenteringen. Sidstnævnte involverer ingen direkte enzyminvolvering; det opstår, når fermenteringsprodukter som glucose og aminosyrer gennemgår en Maillard-reaktion for at producere melanoidiner. Forlængelse af fermenteringsperioden og forøgelse af temperaturen kan forstærke denne reaktion, men påvirke enzymatisk fermentering. Derfor kan denne bruningsreaktion kun bruges i de senere stadier af fermenteringen. Ovenstående bruning giver kun lys-farvet sojasovs. Ønskes en mørkebrun sojasovs, skal der tilsættes karamelfarve (lavet ved at karamellisere sukker ved 150-200 grader, en proces, der ikke er involveret i sojasovsgæring). Derfor accelererer blanding af den tilberedte koji (fermenteringsstarter) med saltlage under inkubationsfermenteringsprocessen de kemiske ændringer af forskellige enzymer ved passende temperaturer, hvilket producerer en blanding af umami, sødme, alkoholisk smag, surhed og saltvandet i saltlage, hvilket resulterer i den unikke farve, aroma, smag og fylde af sojasovs. Dannelsen af sojasovsaromakomponenter er endnu mere kompleks, med mere end 80 sporaromakomponenter opdaget, hovedsageligt inklusive estere, alkoholer, hydroxyforbindelser, acetaler og phenoler. Deres kilder omfatter dem, der er genereret af råmaterialer, dem, der består af Aspergillus-metabolitter, dem, der genereres af salttolerante mælkesyrebakteriemetabolitter, og dem, der genereres af kemiske reaktioner.
