A beterraba é frequentemente estudada e reportada como fonte de diversos compostos bioativos, porém, em atividades de processamento e comercialização, tem suas folhas e talos descartados. A otimização do processo de extração de compostos com atividade antioxidante do talo da beterraba (TB) foi realizada por MSR utilizando três variáveis independentes (t, T e S). A atividade antioxidante foi avaliada pelos métodos Folin- Ciocalteu, DPPH e ABTS. As condições ótimas globais de extração determinadas foram 5 min, 80oC e 50% de etanol, que produziram valores de: 13,157 mg AG/g (EAG), 21,539 mol Trolox/g (ET-DPPH) e 250,190 mol Trolox/g (ET-ABTS). O TB mostrou-se uma alternativa viável de recuperação de compostos com atividade antioxidante.