La extracción de ácido ursólico (UA) de recursos vegetales utilizando disolventes orgánicos es incompatible con aplicaciones alimentarias. Para abordar esto, en este estudio, se prepararon 15 disolventes eutécticos profundos hidrofóbicos comestibles (HDESs) para extraer UA de la cáscara de manzana, se optimizaron las condiciones de extracción y se compararon las estrategias de optimización. Se encontró que la solubilidad de UA en los HDESs puede ser 9 veces mayor que la de disolventes tradicionales como el etanol. La optimización de la superficie de respuesta concluyó que la temperatura tenía el mayor efecto en la extracción y las condiciones de prueba optimizadas obtenidas fueron las siguientes: temperatura de 49 grados Celsius, tiempo de 32 minutos, relación sólido-líquido de 1:16,5 g/mL, respectivamente. Comparando la metodología de superficie de respuesta (RSM) y las redes neuronales artificiales (ANN), se concluyó que ANN tiene una capacidad de predicción más precisa que RSM. En general, los HDESs son más efectivos y respetuosos con el medio ambiente que los disolventes orgánicos convencionales para extraer UA. Los resultados de este estudio facilitarán la exploración adicional de HDES en diversas aplicaciones alimentarias y farmacéuticas.