酱油及酱油生产中的主要微生物酱油的营养成分和独特的风味是原料在各种微生物分泌的酶作用下，由微生物引起的一系列生化反应，生成各种次级产物和小分子最终产物，这些产物和产物之间再经过一系列复杂的化学和生物化学变化形成的。其中所用的微生物主要有三种：霉菌、酵母菌和乳酸菌。2.1 霉菌在酱油酿造中，对原料发酵成熟的快慢、成品颜色的浓淡以及味道的鲜美有直接关系的微生物是米曲霉（Aspergillusoryzae）和酱油曲霉(Aspergillussojeo)。米曲霉是曲霉属里的一个种，它的变种很多。米曲霉菌丛一般为黄绿色，成熟后变为黄褐色。分生子头呈放射形，顶囊球形或瓶形，小梗一般为单层。分生子呈球形，平滑，少数有刺。最适培养温度为30℃左右，最适pH值为6.0左右。米曲霉有复杂的霉系统，主要产生蛋白质水解酶，分解原料中的蛋白质；还有谷氨酰胺酶，使大豆蛋白质游离出的谷氨酰胺直接分解成谷氨酸，增加酱油的鲜味；淀粉酶可分解原料中的淀粉生成糊精和葡萄糖。米曲霉还分泌果胶酶、半纤维素酶和酯酶等。米曲霉酶系的强弱，决定着原料的利用率、酱醪发酵成熟的时间及成品的味道和色泽。发酵时，18％的食盐对蛋白酶系的影响较小，而对其他酶系的影响则较大。我国酱油厂制曲大都是使用米曲霉，其中使用最广泛的是由上海酿造科学研究所生产的沪酿3042号米曲霉（即中科AS3951米曲霉）。酱油曲霉是30年代日本学者坂口从酱曲中分离出来的，并应用于酱油生产中，它与米曲霉在形态、酶的生产能力和酿造特性上均有差异。2.2 酵母菌酵母菌在酱油酿造中，与酒精发酵作用、酸类发酵作用及酯化作用等有直接或间接的关系，对酱油的香气影响最大。一般地说，酵母菌的最适培养温度为30℃左右，最适pH值为4.5～5.6。与酱油质量关系最为密切的是鲁氏酵母，占酵母总数的45％，是常见的嗜盐酵母菌，它能在含盐量及含糖量很高的物料中生长，在含盐量5～8％时生长特别好，含食盐量18％时生长仍较快，在含食盐量24％时生长缓慢。它出现在主发酵期，是发酵型酵母，它们的主要作用是发酵葡萄糖生成乙醇、甘油等。乙醇是酯类的前驱物质，是构成酱油香气的重要组分。鲁氏酵母具有产膜型和非产膜型两种类别。非产膜型鲁氏酵母不进行有氧代谢，不能在酱醪表面生长，它是最理想的生产用菌。而产膜型鲁氏酵母除了能在酱醪中无氧条件下生长，还能在酱醪表面有氧条件下生长，并产生一层白醭。此时它分解酱油、酱中的谷氨酸和乙醇，产生苯醛等有刺激性的异味物质，严重影响产品的风味。通过打耙搅拌破坏它的有氧代谢就可以减少它的危害，产膜型鲁氏酵母在酱醪无氧条件下的作用和非产膜型鲁氏酵母一样好。
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