Sojakastme valmistamisel läbivad erinevad orgaanilised ained tooraines erinevate mikroorganismide erinevate ensüümsüsteemide toimel keerukaid biokeemilisi reaktsioone, moodustades sojakastmes mitmesuguseid komponente. Nende hulgas läbivad tooraines olevad valgud proteaaside ja peptidaaside järjestikusel toimel mitmeid hüdrolüüsiprotsesse, tekitades erineva molekulmassiga peptiide. Optimaalne temperatuur proteaaside ja peptidaaside toimimiseks on 40–45 kraadi.
Taimsed valgud sisaldavad 18 aminohapet; glutamiinhape ja asparagiinhape annavad umamile maitse, glütsiin, alaniin ja trüptofaan annavad magususe, türosiin kibedust ning peptiidid annavad samuti umamile ja maitsele oma panuse. Aminohappe lämmastik moodustab umbes 50% kogu lämmastikust valmis sojakastmes. Kui lisatakse ebapiisavalt soola või soolvett ei segata ühtlaselt, võivad kääritatud meski kergesti areneda mädanevad bakterid, mis lagundavad aminohappeid ammoniaagi ja amiinide tootmiseks, mille tulemuseks on umami maitse kadumine ning ebameeldiva ja ebameeldiva lõhna teke. Seetõttu on ennetamine ülioluline. Optimaalne temperatuur putrefaktiivsete bakterite kasvuks on umbes 30 kraadi ja sobiv keskkond on neutraalne või kergelt aluseline.
Amülaas hüdrolüüsib tärklist, et toota suhkruid, pakkudes toitaineid fermentatiivsetele bakteritele (näiteks piimhappebakteritele). Need bakterid paljunevad järk-järgult ja läbivad piimhappekäärimise, luues kergelt happelise kuni happelise keskkonna, mis pärsib tõhusalt putrefaktiivseid baktereid ning loob soodsad tingimused pärmseene kasvuks ja kääritamiseks. Valgud jätkavad hüdrolüüsimist happeliste proteaaside toimel. Samal ajal toimub ka muud tüüpi käärimine, mille käigus saadakse vastavaid tooteid, nagu orgaanilised happed ja alkoholid.
Fermentatsiooni käigus toimuvad ka tselluloos, hemitselluloos, pektiin ja tooraines olevad rasvad ensümaatilised muutused, moodustades vastavad lagunemissaadused.
Nendest toodetest läbivad orgaanilised happed ja alkoholid esterdamisreaktsioone, moodustades erinevaid estreid.
Lisaks aminohappetoodetele sisaldab sojakaste suhkruid, nagu dekstriin, maltoos, glükoos ja pentoos; orgaanilised happed, nagu piimhape, äädikhape, sidrunhape, merevaikhape, propioonhape ja õunhape; alkoholid nagu etanool, metanool, propanool, butanool, pentanool ja heksanool; ja estrid nagu etüülatsetaat, etüüllaktaat, butüülatsetaat ja etüülpropionaat. Kõik need aitavad kaasa sojakastme ainulaadsele maitsele. Pruunistamist ehk värvuse teket esineb ka sojakastme valmistamisel. Pruunistamist on kahte tüüpi: ensümaatiline pruunistamine ja mitte-ensümaatiline pruunistamine. Esimene hõlmab türosiini oksüdeerumist pruunideks pigmentideks (melaniiniks) mikroobse fenoolhüdroksülaasi ja polüfenooloksüdaasi katalüüsil, mis toimub peamiselt fermentatsiooni hilisemates etappides. Viimane ei hõlma otsest ensüümi osalust; see tekib siis, kui fermentatsiooniproduktid, nagu glükoos ja aminohapped, läbivad Maillardi reaktsiooni melanoidiinide tootmiseks. Fermentatsiooniperioodi pikendamine ja temperatuuri tõstmine võib seda reaktsiooni tõhustada, kuid mõjutada ensümaatilist kääritamist. Seetõttu saab seda pruunistamisreaktsiooni kasutada ainult kääritamise hilisemates etappides. Ülaltoodud pruunistamisel saadakse ainult heledat{9}}värvi sojakaste. Kui soovitakse tumepruuni sojakastet, tuleb lisada karamellvärv (valmistatud suhkru karamelliseerimisel 150{16}}200 kraadi juures, protsess ei ole seotud sojakastme kääritamisega). Seetõttu kiirendab valmistatud koji (kääritamise starter) segamine soolveega inkubatsioonikäärimisprotsessi käigus erinevate ensüümide keemilisi muutusi sobival temperatuuril, tekitades umami, magususe, alkoholimaitse, hapukuse ja soolvee segu, mille tulemuseks on sojakastme ainulaadne värvus, lõhn, maitse ja keha. Sojakastme aroomikomponentide moodustumine on veelgi keerulisem, avastatud on enam kui 80 jäljendit aroomikomponenti, sealhulgas peamiselt estreid, alkohole, hüdroksüühendeid, atsetaale ja fenoole. Nende allikate hulka kuuluvad need, mis on saadud toorainest, need, mis koosnevad Aspergilluse metaboliitidest, need, mis on tekitatud soola suhtes taluvate piimhappebakterite metaboliitidest, ja need, mis on tekkinud keemiliste reaktsioonide käigus.
