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As condições climáticas como temperatura, umidade relativa, precipitação e insolação permitem que a bananicultura seja distribuída durante todo o ano e difundida em diversos estados brasileiros, atendendo, de forma regular, às necessidades de consumo. Porém, a industrialização expressiva da fruta gera um passivo ambiental importante, representado pelas cascas. Estas representam cerca de 30% da massa total da fruta madura. Entretanto, este resíduo abundante é rico em compostos de alto valor agregado como os compostos fenólicos, antioxidantes naturais, mostrando que o aproveitamento do mesmo é uma alternativa de grande importância econômica. Portanto, o objetivo deste trabalho foi otimizar a extração destes compostos, utilizando um planejamento experimental, no qual o percentual de etanol na solução extratora e a razão sólido/líquido foram as variáveis independentes e a concentração de compostos fenólicos e a capacidade antioxidante, as resposta ao delineamento. Os resultados mostraram que os efeitos quadráticos e lineares do percentual de etanol na solução extratora foram os responsáveis pela recuperação dos compostos fenólicos e, consequente aumento na capacidade antioxidante dos extratos. Usando a ferramenta desejabilidade, observou-se que a melhor condição operacional para a obtenção de um extrato fonte de compostos fenólicos e com elevada capacidade antioxidante é alcançada quando a farinha é extraída usando etanol 42% em água e razão sólido/líquido de 1:33.