Phương pháp đáp ứng bề mặt áp dụng thiết kế Box-Behnken đã được sử dụng để tối ưu hóa các điều kiện chiết xuất alkaloid từ thân củ nghệ đen. Alkaloid từ thân củ nghệ đen được chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Bốn biến số độc lập gồm: nhiệt độ siêu âm, nồng độ ethanol, tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi và thời gian siêu âm đã được khảo sát. Trong đó, nhiệt độ siêu âm, nồng độ ethanol và thời gian siêu âm có ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng alkaloid và được sử dụng để tối ưu hóa cho thân củ nghệ đen. Kết quả cho thấy, dữ liệu thực nghiệm phù hợp với mô hình đa thức bậc hai bằng cách sử dụng phân tích tương quan của mô hình hồi quy toán học. Các biểu đồ bề mặt đáp ứng cho thấy, các biến độc lập ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng alkakoid chiết xuất từ thân củ nghệ đen. Các điều kiện chiết xuất tối ưu như sau: nồng độ ethanol 69%, nhiệt độ siêu âm 62^oC, thời gian siêu âm 15 phút và tỷ lệ nguyên liệu so với dung môi là 1:30 (w/v). Hàm lượng alkaloid trong điều kiện tối ưu được xác định là 289,25±0,43 mg AE/g cao chiết, phù hợp với giá trị dự đoán là 288,24 mg AE/g cao chiết.