در اين پژوهش استخراج عصاره از ضايعات سيب و پرتقال با سه روش استخراج با حلال (اتانول) استخراج با اولتراسوند (شدت صوت:‎60‎ ، 20‎ و ‎100‎ درصد) و زمان اعمال امواج فراصوت (‎35‎ ،15‎و ‎55‎ دقيقه) و درجه حرارت (‎50‎ ،35‎ و ‎65‎ سانتي گراد) و استخراج با آب تحت بحراني در درجه حرارت (‎140‎ ،110‎ و ‎170‎) و فشار متناسب (‎1/2‎ بار، ‎5‎ بار و ‎10‎ بار) و زمان استخراج (‎30‎ ،20‎ و ‎40‎ دقيقه) انجام شد. بازده استخراج، ميزان ترکيبات فنولي کل، فلاونوئيدها و آنتوسيانين‌ها اندازه‌گيري گرديد. قدرت ضدميکروبي عصاره‌هاي استخراج شده به روش هاي مختلف و در نهايت مقايسه با شکل نانويي آنها روي چند ميکروارگانيسم شاخص در مواد غذايي شامل اشريشيا کلي، استافيلوکوکوس اورئوس، آسپرژيلوس نايجر با روش انتشار ديسک و تعيين حداقل غلظت بازدارندگي رشد تعيين شد. ارزيابي ضدميکروبي نمونه هاي شاهد ( عصاره هاي استخراج شده با روش حلال) با نمونه هاي نانوامولسيون با کمک اولتراسوند و آب فوق بحراني و همگن سازي در فشار بالا مقايسه گرديد. به منظور تهيه نانو عصاره و مقايسه اثر ضدميکروبي آن با عصاره، از نانوکپسول‌هاي آلژينات کلسيم حاوي عصاره استفاده گرديد. براي بررسي کارايي عصاره ضايعات سيب در مدل غذايي از غلظت‌هاي ‎40‎ ،20‎ و ‎60‎ درصد (حجمي/حجمي) اين مواد به فرمولاسيون کيک اسفنجي افزوده شد. در فاز نهايي، تاثير اين ترکيبات بر روي محصول نهايي کيک از نظر ارزيابي‌هاي حسي(طعم،بافت، رنگ، بو، پذيرش کلي)، رطوبت، رنگ و نيز بار ميکروبي بر روي محصول و تاثير بر زمان ماندگاري کيک مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاصل از تحقيق بيان گر کارايي مفيد متدولوژي رويه پاسخ در بهينه سازي فرايند استخراج مواد زيست فعال از تفاله سيب به روش مادون بحراني آب بود. افزايش دما و مدت زمان استخراج تا مقدار خاصي موجب افزايش قدرت آنتي اکسيداني عصاره مادون بحراني شده، در اين مطالعه شرايط بهينه فرايند براي به دست آوردن عصاره‌اي با حداکثر ميزان ترکيبات پلي فنولي، قدرت مهارکنندگي راديکال آزاد DPPH‎، که نشاان دهنده قدرت آنتي اکسيداني بالاتر و راندمان استخراج است، دماي ‎170‎ درجه سانتي گراد، مدت زمان ‎40‎ دقيقه تعيين شد. تحت اين شرايط ميزان ترکيبات فنولي کل، قدرت مهارکنندگي راديکال آزاد و راندمان استخراج به ترتيب برابر با ‎487.054‎ ميلي گرم بر حسب اسيدگاليک، ‎96.56‎ درصد و ‎18.66‎ به ازاي ‎5‎ گرم پودر اوليه است. روش مادون بحراني ترکيبات فنوليک بيشتري را از ضايعات سيب و پرتقال نسبت به روش اولتراسوند استخراج کرده است. اين مقدار در ضايعات سيب مقدار ترکيبات فنوليک برحسب اسيدگاليک در روش مادون بحراني ‎561.543‎ ميلي گرم، ميزان گيرندگي راديکال آزاد ‎74.11‎ درصد و راندمان استخراج ‎16.28‎ و در روش اولتراسوند مقدار ترکيبات فنوليک ‎279.022‎ ميلي گرم اسيد گاليک، ميزان گيرندگي راديکال آزاد ‎65.24‎ درصد و راندمان استخراج ‎7.38‎ به ازاي ‎5‎ گرم از پودر اوليه به دست آمد. تحت اين شرايط ميزان ترکيبات فنولي کل، قدرت مهارکنندگي راديکال آزاد و راندمان استخراج در ضايعات پرتقال به ترتيب برابر با ‎561.543‎ ميلي گرم بر حسب اسيدگاليک، ‎74.11‎درصد و ‎16.28‎ به ازاي ‎5‎ گرم پودر اوليه است. همچنين در روش اولتراسوند مقدار ترکيبات فنوليک ‎279.022‎ ميلي گرم اسيد گاليک، ميزان گيرندگي راديکال آزاد ‎83.86‎ درصد و راندمان استخراج ‎17.73‎ به ازاي ‎5‎ گرم از پودر اوليه ضايعات پرتقال به دست آمد. در استخراج با اولتراسوند ميزان استخراج ترکيبات فنوليک با افزايش دما ابتدا افزايش يافته و در دماي ‎50‎ درجه سانتي‌گراد به حداکثر خود رسيد. همچنين ميزان استخراج ترکيبات فنوليک با افزايش زمان از ‎15‎ به ‎35‎ دقيقه افزايش و پس از آن با گذشت زمان تا ‎55‎ دقيقه کاهش يافت و نيز با شدت صوت دهي ميزان ترکيبات فنوليک افزايش يافته به طوري که در فرکانس ‎100‎ به بالاترين ميزان خود رسيد. در استخراج با آب مادون بحراني نتايج نشان مي‌دهد ميزان استخراج ترکيبات فنوليک با افزايش دما افزايش يافته و در دماي ‎170‎ درجه سانتيگراد به حداکثر خود رسيد. همچنين بالاترين ميزان استخراج نيز در زمان ‎40‎ دقيقه مشاهده شد. عصاره ضايعات سيب داراي حداقل غلظت بازدارندگي بر روي رشد قارچ آسپرژيلوس نيجر، در غلظت ‎100‎ ميکروگرم در ميلي ليتر بود. عصاره تفاله سيب حداقل غلظت بازدارندگي را بر روي رشد باکتري استافيلوکوکوس اورئوس در غلظت (‎12/5‎ميکروگرم در ميلي ليتر) و باکتري اشريشيا کلاي در غلظت (‎25‎ ميکروگرم در ميلي ليتر) داشت. نتايج نشان داد عصاره پرتقال اثر ممانعتي قوي تري بر کپک آسپرژيلوس نايجر دارد. در بررسي قطر هاله عدم رشد عصاره و نانو عصاره بر باکتريصهاي شاخص مورد آزمون، بعد از ‎48‎ ساعت گرمخانه‌گذاري، قطر هاله عدم رشد نانوکپسول‌هاي حاوي عصاره بطور معني‌داري بزرگتر از قطر هاله عدم رشد عصاره بود (‎0p/05‎). نتايج ارزيابي حسي کيک روغني (عطر و طعم، رنگ و پذيرش کلي) تحت تاثير افزودن عصارة آبي تفاله سيب با غلظت هاي ‎40‎ ،20‎ و ‎60‎ درصد در مقايسه با نگهدارنده سنتزي سوربات پتاسيم (‎0/1‎ درصد) و نمونه شاهد (فاقد هر نوع مادة افزودني)، نشان داد افزودن نگهدارندهصها (طبيعي و سنتزي)، باعث افزايش مطلوبيت کيک روغني به لحاظ عطر و طعم، رنگ و پذيرش کلي نسبت به نمونة شاهد گرديد، و نمونة حاوي عصارة تفاله سيب با غلظت ‎60‎ درصد، بالاترين امتياز عطر و طعم، رنگ و پذيرش کلي را کسب نمود. نتايج ارزيابي ميکروبي توت فرنگي (تعداد کل کپک و مخمر) تحت تاثير افزودن عصاره ، طي ‎15‎ روز نگهداري در شرايط محيط (دماي ‎25‎ درجة سلسيوس)، نيز نشان داد کمترين ميزان رشد کپک و مخمر بعد از ‎15‎ روز نگهداري در نمونة حاوي ‎10‎ درصد عصارة تفاله پرتقال در ‎1/5‎ درصد کيتوزان و نيز نمونه ي حاوي ‎10‎ درصد عصاره در ‎0/5‎ درصد الژينات مشاهده شد . نتايج اين پژوهش نشان داد ضايعات کشاورزي و از جمله باقيمانده صنايع آب ميوه گيري به عنوان منبع بسيار مفيدي براي استخراج ترکيبات ضدميکروبي طبيعي محسوب شده و با کمک فناوري هاي نوين مي توان اشکال نانويي و موثرتر آنها را نيز توليد نمود.