در این پژوهش، بهینه سازی فرآیند استخراج ترکیبات فنولیک از گیاه کاکوتی به کمک امواج فراصوتی از طریق آزمون سطح پاسخ انجام شد. برای تعیین ترکیبات فنولیک کل و بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها به ترتیب از آزمون فولین و به دام اندازی رادیکال های آزاد dpph استفاده شد. در این تحقیق، برای بهینه سازی فرآیند در آزمون ها از طرح مرکب مرکزی با سه متغیر مستقل شامل زمان (2، 5/6، 5/13، 20 و 25 دقیقه)، غلظت حلال (0، 20، 50، 80 و 100 درصد آب در اتانول) و نسبت حلال به مواد جامد (10، 14، 20، 26 و 30 حلال بر ماده خشک)، در پنج سطح که شامل 18 آزمون با 4 تکرار در نقطه مرکزی است، انجام شد. نتایج نمودارها نشان دادند که روند رو به افزایش استخراج ترکیبات فنولیک در شرایطی است که نسبت حلال رو به افزایش و زمان و درصد غلظت تا مقادیر معلوم افزایش یابد. ضرایب تبیین در استخراج ترکیبات فنولیک 9828/0 و در سنجش فعالیت آنتی اکسیدانی 9304/0 بود. نتایج مربوط به بهینه سازی فرآیند استخراج ترکیبات فنولی نشان داد فرآیند استخراجی که در شرایط زمان 29/18 دقیقه، غلظت حلال 15/22% و نسبت حلال به ماده خشک 95/25 صورت گرفت، دارای بیشترین میزان استخراج ترکیبات فنولیک در حدود 81/7 میلی گرم معادل گالیک اسید بر گرم ماده خشک است. شرایط بهینه بر حسب درصد فعالیت آنتی اکسیدانی، نسبت حلال به ماده خشک 77/14، زمان 66/6 دقیقه و غلظت حلال 37/23% بود که تحت این شرایط میزان فعالیت آنتی اکسیدانی 25/14 درصد به ازای یک گرم از پودر اولیه بدست آمد.