El procesamiento de castañas ha crecido cada vez más en los últimos años. Todos los procesos involucrados en la cadena de suministro de castañas se caracterizan por la producción de altos niveles de subproductos que causan varios problemas ambientales y de eliminación. La producción de frutas spp. está relacionada con un alto número de epispermas de castañas. Este subproducto agrícola subutilizado puede ser evaluado como un buen recurso para la extracción de moléculas naturales promotoras de la salud, como los fenoles. Este estudio preliminar tuvo como objetivo desarrollar y optimizar, utilizando un enfoque estadístico multivariado, un protocolo sostenible para la extracción asistida por ultrasonido (UAE) de los principales fenoles del episperma de castaña (cv Marsol, x). Se empleó un enfoque de diseño de experimentos (DoE). Este enfoque se centró en los dos factores cuantitativos del proceso UAE: el tiempo de extracción (X), dentro de un marco de tiempo que va de 10 a 30 minutos, y la proporción muestra/solvente (/), que varía de 1/30 a 1/10. Estas variables se investigaron para determinar su impacto en el rendimiento de extracción de fenoles. Se realizaron análisis exploratorios, en particular análisis de componentes principales (PCA) y regresión lineal múltiple (MLR), sobre las respuestas estudiadas. La caracterización fenólica de diez extractos diferentes también se realizó utilizando cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), tanto para definir los niveles de fenoles específicos seleccionados por sus propiedades promotoras de la salud como para evaluar algunas características importantes, como la capacidad antioxidante total. Los valores del contenido total de polifenoles (TPC) obtenidos en los diferentes experimentos oscilaron entre 97 (extracto 4) y 142 (extracto 6) mg GAE/g de peso seco (DW). Además, los resultados de la prueba de poder antioxidante reductor férrico (FRAP) confirmaron los altos valores de TPC, destacando que todos los extractos de ultrasonido contenían excelentes niveles de moléculas con buenas propiedades antioxidantes. En particular, los extractos 2 y 3 mostraron los valores más altos de AOC (aproximadamente 490-505 mmol Fe/Kg de peso seco). El protocolo optimizado propuesto permitió obtener formulaciones caracterizadas por altos niveles de taninos, ácidos fenólicos y catequinas. De hecho, los extractos de episperma contenían altos niveles de ácido clorogénico (15-25 mg/100 g de DW), ácido ferúlico (80-120 mg/100 g de DW), castalagina (20-80 mg/100 g de DW) y vescalagina (40-75 mg/100 g). Finalmente, en este estudio de investigación, se evaluó el potencial del episperma de castaña como fuente de moléculas polifenólicas a ser extraídas por tecnologías verdes y utilizadas en varias aplicaciones alimentarias y/o farmacéuticas para valorizar una estrategia sostenible de reutilización de subproductos del procesamiento agroalimentario, reduciendo también el impacto ambiental de este desperdicio derivado del procesamiento de castañas.