در حین دم کردن سس سویا، مواد آلی مختلف در مواد خام تحت تأثیر سیستم های آنزیمی مختلف میکروارگانیسم های مختلف، تحت واکنش های بیوشیمیایی پیچیده ای قرار می گیرند و اجزای مختلفی را در سس سویا تشکیل می دهند. در این میان، پروتئین‌های موجود در مواد خام تحت یک سری فرآیندهای هیدرولیز تحت اثر متوالی پروتئازها و پپتیدازها قرار می‌گیرند و پپتیدهایی با وزن‌های مولکولی متفاوت تولید می‌کنند. دمای مطلوب برای عمل پروتئازها و پپتیدازها 40-45 درجه است.
پروتئین های گیاهی حاوی 18 اسید آمینه هستند. اسید گلوتامیک و اسید آسپارتیک به طعم اومامی، گلیسین، آلانین و تریپتوفان به شیرینی، تیروزین به تلخی کمک می‌کنند و پپتیدها نیز به طعم و مزه اومامی کمک می‌کنند. نیتروژن اسید آمینه تقریباً 50 درصد از کل نیتروژن موجود در سس سویا را تشکیل می دهد. اگر نمک ناکافی اضافه شود یا آب نمک به طور یکنواخت مخلوط نشود، باکتری‌های فاسد می‌توانند به راحتی در مخلوط تخمیر شده ایجاد شوند، اسیدهای آمینه را تجزیه کرده و آمونیاک و آمین تولید می‌کنند و در نتیجه طعم اومامی از بین می‌رود و بوی بد و نامطبوع تولید می‌شود. بنابراین، پیشگیری بسیار مهم است. دمای مطلوب برای رشد باکتری های پوسنده حدود 30 درجه و محیط مناسب خنثی یا کمی قلیایی است.
آمیلاز نشاسته را برای تولید قند هیدرولیز می کند و مواد مغذی را برای باکتری های تخمیرکننده (مانند باکتری های اسید لاکتیک) فراهم می کند. این باکتری ها به تدریج تکثیر می شوند و تحت تخمیر اسید لاکتیک قرار می گیرند و محیط کمی اسیدی تا اسیدی ایجاد می کنند که به طور موثر باکتری های پوسیده را مهار می کند و شرایط مساعدی را برای رشد و تخمیر مخمر ایجاد می کند. پروتئین ها تحت تأثیر پروتئازهای اسیدی به هیدرولیز ادامه می دهند. به طور همزمان، انواع دیگری از تخمیر نیز رخ می دهد و محصولات مربوطه مانند اسیدهای آلی و الکل ها را تولید می کند.
در طی تخمیر، سلولز، همی سلولز، پکتین و چربی های موجود در مواد خام نیز دستخوش تغییرات آنزیمی شده و محصولات تجزیه مربوطه خود را تشکیل می دهند.
در بین این محصولات، اسیدهای آلی و الکل ها تحت واکنش های استری شدن قرار می گیرند و استرهای مختلفی را تشکیل می دهند.
علاوه بر محصولات اسید آمینه، سس سویا حاوی قندهایی مانند دکسترین، مالتوز، گلوکز و پنتوز است. اسیدهای آلی مانند اسید لاکتیک، اسید استیک، اسید سیتریک، اسید سوکسینیک، اسید پروپیونیک و اسید مالیک؛ الکل هایی مانند اتانول، متانول، پروپانول، بوتانول، پنتانول و هگزانول؛ و استرهایی مانند اتیل استات، اتیل لاکتات، بوتیل استات و اتیل پروپیونات. هر یک از اینها به طعم منحصر به فرد سس سویا کمک می کند. قهوه ای شدن یا ایجاد رنگ نیز در حین دم کردن سس سویا رخ می دهد. دو نوع قهوه ای شدن وجود دارد: قهوه ای شدن آنزیمی و قهوه ای شدن غیر آنزیمی-. اولی شامل اکسیداسیون تیروزین به رنگدانه های قهوه ای (ملانین) تحت کاتالیز میکروبی فنل هیدروکسیلاز و پلی فنل اکسیداز است که عمدتاً در مراحل بعدی تخمیر اتفاق می افتد. دومی شامل هیچ دخالت مستقیم آنزیم نیست. زمانی اتفاق می افتد که محصولات تخمیر مانند گلوکز و اسیدهای آمینه تحت واکنش Maillard برای تولید ملانوئیدین قرار می گیرند. افزایش دوره تخمیر و افزایش دما می تواند این واکنش را تقویت کند اما بر تخمیر آنزیمی تأثیر می گذارد. بنابراین، این واکنش قهوه ای شدن تنها در مراحل بعدی تخمیر قابل استفاده است. قهوه ای شدن بالا فقط سس سویا-رنگ روشن تولید می کند. اگر سس سویا قهوه‌ای تیره می‌خواهید، رنگ کارامل (که با کارامل کردن شکر در دمای 150-200 درجه، فرآیندی که در تخمیر سس سویا ایجاد نمی‌شود) باید اضافه شود. بنابراین مخلوط کردن کوجی آماده شده (استارت تخمیر) با آب نمک در طی فرآیند تخمیر جوجه کشی باعث تسریع تغییرات شیمیایی آنزیم های مختلف در دمای مناسب می شود و مخلوطی از اومامی، شیرینی، طعم الکلی، ترشی و شوری آب نمک تولید می شود و در نتیجه رنگ، عطر، طعم و بدنه منحصر به فرد سس سویا به دست می آید. تشکیل اجزای عطری سس سویا حتی پیچیده‌تر است، با بیش از 80 جزء معطر که عمدتاً شامل استرها، الکل‌ها، ترکیبات هیدروکسی، استال‌ها و فنل‌ها هستند. منابع آنها شامل مواد خام، متابولیت‌های آسپرژیلوس، متابولیت‌های باکتری اسید لاکتیک مقاوم به نمک و آن‌هایی است که در واکنش‌های شیمیایی ایجاد می‌شوند.
