La extracción asistida por ultrasonido es una tecnología mediante la cual, la energía se propaga por medio de ondas sonoras de alta frecuencia (mayor a 20 KHz) y se fundamenta en la cavitación (Annuar et al., 2021). Los cambios de presión y temperatura a menor escala generan irrupción de las membranas celulares, turbulencia en el medio y con ello se facilita la transferencia de masa. Existen varios estudios de extracción asistida por ultrasonido para recuperar compuestos fenólicos a partir de residuos agroindustriales que justifican la búsqueda de fuentes sostenibles para la extracción de compuestos con actividad biológica (Araújo et al., 2015; Barba et al., 2016; de Elguea-Culebras et al., 2022; Gil-Martín et al., 2022; Lee et al., 2019; Madiha et al., 2022; Raza et al., 2019). Se ha demostrado que variaciones sobre los parámetros de extracción pueden generar cambios en la respuesta de compuestos fenólicos extraídos (Calderón et al., 2019). La elección de los parámetros de extracción requiere de herramientas matemáticas y estadísticas que permitan el análisis simultáneo del efecto de las variables, así como la optimización de las condiciones experimentales y la reducción del número de experimentos. En este sentido, la metodología de superficies de respuesta es una herramienta eficaz de alta capacidad de análisis estadístico que permite maximizar o minimizar la variable respuesta de interés, esta metodología estadística ha sido aceptada para optimizar los procesos de extracción de compuestos bioactivos a partir de materias primas vegetales (Chan et al., 2014). Teniendo en cuenta la relevancia ambiental y económica reflejadas en la demanda de compuestos obtenidos a partir de materiales naturales y aprovechamiento de residuos agroindustriales, el objetivo del presente trabajo fue maximizar la respuesta de contenido fenólico y capacidad antioxidante en la extracción a partir de cáliz de P. peruviana utilizando la metodología de extracción asistida por ultrasonido y herramientas de optimización.