Tecnologia lattiero-casearia

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1 Corso di Laurea Magistrale in Biosicurezza e qualità degli alimenti Tecnologie alimentari: Tecnologia lattiero-casearia Ricotta, panna, burro, mascarpone Dott.ssa Francesca Pedonese Dipartimento di Scienze Veterinarie Università di Pisa Tel [email protected]

2 LA RICOTTA Una categoria particolare di latticini, costituita essenzialmente da ricotta e mascarpone, è ottenuta per termocoagulazione delle proteine del latte (anche nel mascarpone è questo il fenomeno fondamentale che permette l ottenimento del prodotto dalla crema di latte!), in assenza di un ruolo dominante svolto dalla microflora starter e dal caglio. La RICOTTA può essere: Fresca: non sottoposta a maturazione Stagionata: soprattutto ovina, caratterizzata da uno spurgo forzato (pressatura) della scotta residua e salatura a secco, eventuale leggera affumicatura e stagionatura da qualche giorno a qualche mese Infornata: fase di asciugatura all aria, seguita da ripetuti passaggi in forno a C, intervallati da raffreddamento. Crosta imbrunita da reazioni di caramellizzazione degli zuccheri. Spesso sottovuoto La ricotta non è un formaggio, è un latticino, anche se nel Reg. CE 2073/2005 è inquadrabile nei formaggi a base di siero

3 LA RICOTTA TIPOLOGIE DI RICOTTA FRESCA (Mucchetti e Neviani, 2002): Industriale, prodotta in aziende di medie o grandi dimensioni, con shelf-life di giorni Industriale, prodotta in aziende di piccole o medie dimensioni, con shelf-life media di circa una settimana Artigianale, a rapido consumo (1-2 giorni) Ulteriore suddivisione in base all origine animale del siero ed eventuale miscelazione con latte della stessa o di diversa specie Shelf-life legata soprattutto a: modalità di sgrondo della scotta, modalità di confezionamento (a caldo, a freddo, in asettico), eventuali processi di omogeneizzazione, secondo trattamento termico prima del confezionamento.

4 LA RICOTTA SCELTA E PREPARAZIONE DELLA MATERIA PRIMA: Possibile la Fortificazione, ovvero: aggiunta di latte (dal 5 al 25%) aggiunta di panna Serve per migliorare cremosità e sapore, specialmente in caso di ricotta vaccina Possibile aggiunta di sale (di solito 0,1-1%). A volte si aggiunge siero in polvere.

5 LA RICOTTA NEL SIERO rimangono: Non solo sieroproteine e azoto non proteico, ma anche frazioni caseiniche: Caseinomacropeptide da idrolisi della k caseina Peptide 1-23 di alfas1 caseina per azione del caglio Peptide 1-28 di betacaseina derivante dall attività della plasmina Inoltre parte delle proteine della membrana del globulo di grasso. Il CALORE viene fornito sia per iniezione diretta di vapore, che per scambio indiretto di calore in caldaia a doppio fondo Il metodo tradizionale prevede il riscaldamento con fiamma sotto la caldaia.

6 LA RICOTTA Si produce la DENATURAZIONE TERMICA e l AGGREGAZIONE DELLE PROTEINE DENATURATE: Varie ricette, con o senza correzione di ph, con temperature di ricottazione varie (es C, con massimo di 85C per solo siero ovino, senza correzione di ph; oppure tra 85 e 94C per siero vaccino o misto) La correzione iniziale del ph (cioè prima di scaldare il siero per evitare precipitazione anticipata) serve se il siero di partenza è troppo acido. Si effettua per aggiunta di alcali come NaOH o CaOH2, in modo da portare l acidità a 2,2-2,4SH/50. A prescindere dall acidificazione iniziale, quando il siero ha raggiunto T prossime a quelle di ricottazione, si può fare il contrario, ovvero acidificare (fino a ph 5,6-6,2) per aiutare la coagulazione termica; se si acidifica troppo però una quota proteica rimane in soluzione. A volte, in alternativa, in questa fase si può fare uso di miscele saline (ad es. con cloruro di magnesio) che agiscono sulla forza ionica del mezzo favorendo la produzione della ricotta L acidificazione o l aggiunta di sali si usano soprattutto per la ricotta vaccina.

7 LA RICOTTA La fase successiva è la SEPARAZIONE DELLA RICOTTA DALLA SCOTTA: Il reticolo formato dalle proteine denaturate e aggregate ingloba il grasso, dando origine a un coagulo di tenue consistenza che affiora spontaneamente. Si forma anche schiuma, poiché si inglobano aria e vapore: deve essere tolta. Ci vuole affioramento completo e sosta di rassodamento per rendere efficace l estrazione. Questa può essere tradizionale, con mestoli forati e spannarole, o industriale, con dispositivi di spinta e convogliamento su nastri di drenaggio, o con separazione preliminare della scotta dal basso e successiva estrazione, sempre dal basso, della ricotta che completa lo sgrondo su nastro (migliore separazione della scotta e maggiore durata del prodotto). Il tempo di drenaggio può variare da qualche decina di minuti a 24 ore (ricotta del pastore sgrondata in teli al fresco), di solito è di alcune ore (entro 4 ore), in fiscelle o in cassette su tela e poi trasferimento in cella frigo. Oppure la ricotta si può raffreddare dopo confezionamento a caldo (metodo industriale, ostacola meglio la proliferazione batterica). Raffreddamento più o meno veloce (fino a celle a ventilazione forzata o anche tunnel con aria anche a T inf. a zero) a seconda delle tipologie citate: questa fase è molto importante per inibire la proliferazione microbica (piu veloce è, più efficace è il risultato).

8 LA RICOTTA CONFEZIONAMENTO: Classico oppure a caldo, nei tipi industriali In quest ultimo caso il prodotto può essere sottoposto prima del confezionamento a un eventuale trattamento di parziale omogeneizzazione a pressione inferiore a 100 bar (ostacola la separazione della componente liquida residua durante la conservazione, aumentando la shelf-life) e a un secondo trattamento termico a parametri di pastorizzazione, generalmente in scambiatore di calore a superficie raschiata (riduce ulteriormente la carica residua, compresa quella che si è accumulata dopo la termocoagulazione (che rappresenta la prima pastorizzazione).

9 LA RICOTTA Ricapitolando: La ricotta si ottiene per azione delle alte temperature sulle sieroproteine del siero residuo dalla caseificazione eventualmente aiutata dall acidificazione (coagulazione caldo-acida) possibile la fortificazione con latte o crema di latte possibile aggiunta di sale quella di pecora e capra è più sapida (più grasso) della vaccina ed ha rese migliori

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12 IL CACIORICOTTA E un formaggio di produzione tradizionale stagionale (primavera-estate) e ottenuto con tecniche di lavorazione miste tra quelle del formaggio e della ricotta. Il latte intero, di solito di pecora o capra, ma anche bovino, viene portato quasi a ebollizione (85-90C), per creare legami tra caseine e sieroproteine, poi viene raffreddato e fatto coagulare a 36-40C per circa 30 minuti, tradizionalmente con caglio di capretto (20-40 g per q.le); la cagliata viene rotta fino a raggiungere grani della dimensione di un chicco di riso e messa in fiscelle a raffreddare. Ci può essere stufatura naturale di 24 ore. A questo punto la forma, che ha un diametro di circa 10 cm, un'altezza di 4-7 cm e un peso di 0,5-1 kg, viene salata a freddo. Il formaggio si consuma fresco, a maturazione rapida (2-3 giorni) o stagionato a maturazione media (di solito fino a 3 settimane a 10-15C, ma anche 2-3 mesi). Nel primo caso si presenta come un prodotto a pasta morbida, uniforme, di colore bianco e a prevalente sapore sapido. Quando è stagionato si presenta a pasta semidura, leggermente occhiata, di colore giallo paglierino. Viene utilizzato sia come prodotto da tavola che da grattugia.

13 LA PANNA LA PANNA o CREMA DI LATTE E il prodotto ottenuto separando il grasso del latte dal resto dei nutrienti tramite affioramento spontaneo o centrifugazione Composizione chimica media della panna o crema di latte vaccino: Da affioramento: grasso 23%, acqua 69,9%, sostanze proteiche 3%, lattosio 3,7%, ceneri 0,40%. Di centrifuga: grasso 35%, acqua 60%, sostanze proteiche 0,8%, lattosio 3,7%, ceneri 0,50%. C è anche la crema di siero: grasso 44-48%, acqua 50%, sostanze proteiche 0,3-0,5%, lattosio 2,7-3%, ceneri 0,1%.

14 LA PANNA - Per centrifugazione si ottengono panne dolci. La centrifugazione avviene a giri/min a 32-55C, in quanto la T facilita la separazione del grasso. Alcune centrifughe però possono lavorare a 5C. - Per affioramento si ottengono panne acide, derivanti dalla produzione di formaggi a lunga maturazione prodotti con latte parzialmente scremato (Parmigiano Reggiano e simili). Ci vogliono tempi di 7-15 ore a 12-16C con iniziale sviluppo di microflore lattiche. - Anche le panne ottenute per centrifugazione del siero (nel quale residua lo 0,2-1% di grasso) sono considerate fra le acide. Qui l azione degli enzimi proteolitici e lipolitici del caglio modifica le proprietà organolettiche, per cui il valore commerciale è inferiore.

15 LA PANNA LA PANNA: TIPOLOGIE COMMERCIALI In commercio si trovano diversi tipi di panna. Per legge la quantità di lipidi non deve essere inferiore al 10%. Circolare 40 del 12/03/74: panna da caffetteria: materia grassa minimo 10% panna da cucina: materia grassa minimo 20% panna da montare o per pasticceria: materia grassa minimo 30% Consentito l uso di gas non tossici per il tipo panna montata (bombolette spray).

16 LA PANNA Panna da caffè Tipologie disponibili sul mercato Crema o panna da cucina UHT (con additivi stabilizzanti come carragenine o simili) Panna fresca pastorizzata (senza additivi) Panna a pastorizzazione alta (possibili additivi) Panna da montare, pastorizzata e UHT Panna montata pronta per l uso in bomboletta spray All estero anche: Doppia panna (grasso 43-48%) Sour cream, crema dolce acidificata per fermentazione lattica

17 LA PANNA LA PANNA presente in commercio deve essere trattata termicamente: pastorizzazione o trattamento UHT Pastorizzazione: a circa 90-95C per circa 20 secondi,. UHT: per 2-6 sec. In entrambi i casi i parametri tempo-t sono più alti di quelli del latte alimentare per maggiore viscosità e minore conduttività termica della panna (grasso) rispetto al latte. Prevista fase di deaerazione per togliere odori e gas che potrebbero favorire Prevista fase di deaerazione per togliere odori e gas che potrebbero favorire processi ossidativi (si esegue per espansione sottovuoto)

18 LA PANNA LA PANNA Importante l OMOGENEIZZAZIONE: prima del trattamento termico o dopo (asettica). Serve per evitare la separazione delle fasi grasso-acqua durante la shelf-life.. Importante per il tipo da cucina e ancora di più per il tipo da caffè, dove si deve evitare o ridurre il problema della coagulazione a contatto con il caffè caldo. Si omogeneizza a pressioni elevate, fino a 200 bar. Invece il tipo da montare non dovrebbe essere omogeneizzato, perché la rottura della membrana del globulo di grasso diminuisce la capacità di incorporare aria. Però nel tipo UHT da montare ci vuole comunque omogeneizzazione, anche se blanda, per prevenire la separazione di fasi durante la conservazione. Si ricorre ad omogeneizzazione a bassa pressione (10-50 bar). Confezionamento come per il latte alimentare

19 LA PANNA LA PANNA MONTATA SPRAY Classificata come prodotto dolciario a base di panna Richiede per la sua stabilità e la sua specificità di impiego l addizione di: zucchero (circa 12%), stabilizzanti (alginati, carragenine, carbossimetilcellulosa), emulsionanti (glicerina monostearato), per compensare la parziale perdita di capacità di montare per omogeneizzazione e trattamento UHT. Il protossido d azoto è il gas propellente, presente in parte nello spazio di testa e in parte come film liquido sulla crema. All agitazione della bomboletta il gas si volatilizza nella panna, provocando un incremento di volume (detto over-run) fino a 4 volte quello iniziale. Shelf-life superiore a 6 mesi a temperatura ambiente.

20 IL BURRO Tipologie disponibili sul mercato Burro di qualità (da sola crema di latte di vacca pastorizzata) Burro (da crema di latte e/o siero, non necessariamente pastorizzata) Burro salato (grasso >80%, acqua <16%, residuo secco non grasso<2%, sale 2%) Burro alleggerito (40-60% di grasso, vedi dopo) Nel burro possono essere usati come coloranti i caroteni.

21 IL BURRO Prodotto ottenuto dalla crema o dal siero di latte o dalla miscela dei due CREMA: si ottiene dalla concentrazione dei globuli di grasso del latte: - - per affioramento - - per centrifugazione E un prodotto intermedio tra latte e burro Il burro si ottiene per l agglomerarsi dei globuli di materia grassa della crema in una massa unica per effetto di violenta agitazione o sbattimento all interno di organi meccanici (zangole) Con lo sbattimento si ottiene l inversione delle fasi: da grasso disperso in acqua a acqua dispersa in grasso, con separazione della fase non grassa (LATTICELLO) CREMA: grassi 30-35%, acqua 60%, proteine 2,5%, lattosio 3,4% BURRO: grassi 80-84%, acqua 14-16, proteine 0,5-0,8%, lattosio 0,2-0,6%

22 IL BURRO Di solito la materia prima viene pastorizzata ma può essere usata anche cruda. Se la crema di partenza è acidificata oltre 6,5H/100 (es. da siero) occorre disacidificare (con prodotti alcalini o con lavaggi e successiva centrifugazione) Pastorizzazione e deodorizzazione Maturazione della crema: fisica o cristallizzazione (per pilotare la cristallizzazione del grasso, che determinerà la consistenza del burro, con programmi di raffreddamento basati sulla composizione percentuale in acidi grassi alto fondenti, come miristico, palmitico, stearico e basso fondenti, come l oleico, a sua volta legata a stagione ed alimentazione degli animali). Punto di fusione acido oleico: 16C, per gli altri il punto di fusione è tra 50 e 70 C. punto di fusione è tra 50 e 70C. biologica (microflore lattiche acidificanti e aromatizzanti)

23 IL BURRO Fasi di produzione: Pastorizzazione Deaerazione Innesto di starter lattici: Lactococcus lactis e Lactococcus cremoris (acidificanti), Lactococcus diacetylactis e Leuconostoc citrovorum (aromatizzanti). Maturazione della crema: ph arriva tra 4,7 e 5,1 alla fine della maturazione Sbattimento o zangolatura classica o continua Lavaggio Impastamento Modellatura e confezionamento

24 IL BURRO

25 IL BURRO A maturazione completata si procede con la zangolatura, che consiste nello sbattimento veloce della crema di latte (circa 60 giri/min) in apposite macchine chiamate zangole; ciò determina la collisione tra i globuli di grasso e la coalescenza del materiale lipidico in essi contenuto, la cui fuoriuscita è agevolata dalla denaturazione della membrana che li avvolge (grazie al ph acido acquistato nella precedente fase di maturazione, all'azione meccanica di sbattitura e alla bassa temperatura (<15C) a cui viene condotta la zangolatura). I trigliceridi fuoriusciti dai globuli si addensano in un ammasso solido che avvolge anche globuli integri (coalescenza) dando luogo a grumi di burro delle dimensioni di un chicco di riso o di mais che si separano dal latticello.

26 IL BURRO L intera operazione, condotta a 8-13 C, richiede circa 30 minuti. Durante questa fase si ha l'inversione dell'emulsione, in quanto si formano globuli di grasso (piccoli ammassi lipidici di dimensioni simili a chicchi di riso o di mais, che nel loro insieme prendono il nome di burro grezzo) dai quali viene espulso il latticello. Quest'ultimo è allontanato tramite frequenti lavaggi con acqua fredda; tale operazione è importante - tra l'altro - per aumentare la conservabilità del burro, in quanto il latticello è un ottimo terreno di coltura per i batteri. Al termine di questa fase il prodotto si presenta come una massa non compatta, formata da tanti piccoli granellini; deve quindi essere impastato, formato in pani ed avviato al confezionamento.

27 IL BURRO Oltre alla burrificazione discontinua esiste anche una burrificazione di tipo continuo, che viene effettuata per produrre burro su larga scala. I processi e le fasi sono sempre gli stessi, con l'unica differenza che tutti i passaggi avvengono all'interno dello stesso impianto. I processi più utilizzati nei Paesi UE produttori di burro si basano sul metodo FRITZ, che segue gli stessi principi della burrificazione discontinua, ma con strato sottilissimo di crema sottoposto a vuoto vorticoso e senza stacco con le fasi successive. Il burro ottenuto con il metodo Fritz, dal punto di vista chimico ed organolettico, è indistinguibile da quello di zangola, ma la resa è leggermente inferiore e minore risulta anche la percentuale di grasso globulare. E però molto veloce, richiede spazi ridotti, poca manodopera e ha massime garanzie igieniche.

28 Burrificazione continua

29 IL BURRO E un derivato del latte ed è ottenuto dalla lavorazione della crema di latte ovvero dalla panna. Per ottenere un chilogrammo di burro occorrono mediamente kg di latte. Il burro viene prodotto attraverso due differenti tecniche di lavorazione: affioramento e centrifuga. Nel primo caso il latte viene lasciato riposare per 8/12 ore; in questo lasso di tempo la parte grassa del latte, più leggera, si separa dalla parte liquida ed affiora in superficie. Questa parte grassa è chiamata crema di latte o panna. La tecnica della centrifuga è invece un operazione meccanica. I globuli di grasso vengono separati dalla parte liquida con la centrifugazione del latte. A questo punto le creme ottenute vengono sottoposte al processo di pastorizzazione, ad una temperatura di C per circa 30 sec. La pastorizzazione, oltre a sanificare le creme, scioglie completamente i globuli di grasso e libera le sostanze antiossidanti che proteggeranno la crema nelle fasi successive di produzione. Per conferire al prodotto una consistenza adeguata, segue la fase del raffreddamento ad una temperatura di 6-11 C per 2-4 ore. A questo punto la crema è matura per essere burrificata. Può esservi inoltre una maturazione biologica con starter. La burrificazione consiste poi nell agitazione meccanica a freddo della crema; in questa fase i globuli di grasso si amalgamano tra loro eliminando la parte d acqua residua. Questo procedimento è chiamato zangolatura. Le zangole, un tempo in legno, sono oggi costituite da recipienti in acciaio inox che ruotano sul proprio asse. Il burro così ottenuto viene lavato accuratamente con acqua fredda e viene nuovamente amalgamato per eliminare i liquidi residui e i microrganismi in esso presenti, così da aumentarne la conservabilità. A questo punto il processo di produzione è terminato e il burro viene poi confezionato in pani di diverse dimensioni A questo punto il processo di produzione è terminato e il burro viene poi confezionato in pani di diverse dimensioni o in barattoli.

30 IL BURRO Esistono diversi tipi di burro in commercio, che si differenziano principalmente per la quantità di grassi che contengono. Il burro classico contiene mediamente l per cento di grassi. Questa percentuale scende al nel burro leggero a ridotto tenore di grasso (o burro trequarti) e addirittura al per cento nel burro leggero a basso tenore di grasso (o burro unmezzo). (Reg. 2991/94) Questi burri leggeri si ottengono di solito da burro anidro per miscelazione con una soluzione di caseinato di sodio e successiva forte omogeneizzazione, in modo da avere comunque un emulsione stabile

31 IL BURRO Ad essi si aggiunge il burro a ridotto contenuto di colesterolo. In questo prodotto il contenuto in colesterolo (circa 250 mg per 100 g) è ridotto mediamente del per cento. Si ottiene di solito per addizione di betaciclodestrine nel burro in stato di fusione. Queste circondano il colesterolo formando un precipitato che è poi allontanato per centrifugazione.

32 IL BURRO Complessivamente i metodi per produrre burro a ridotto contenuto di colesterolo prevedono: Processi fisici: Distillazione frazionata sotto vuoto Distillazione molecolare Estrazione con fluidi supercritici Processi chimici: si complessa il colesterolo con ciclodestrine o saponine e lo si separa per distillazione Processi biologici: solo in fase sperimentale; si utilizzano microrganismi quali Eubacteria, Nocardia, Rhodococcus ecc. che metabolizzano il colesterolo, però nella conversione si possono produrre sostanze tossiche

33 Altri tipi di burro Burro concentrato anidro (AMF Anidrous Milk Fat o burro anidro) : prodotto con il 99.8% in grasso (Reg. 2571/97) il burro viene fuso, deodorato, diluito con acqua, separato in centrifughe speciali, degasato sotto vuoto e fatto solidificare in contenitori. Il prodotto quando fonde è trasparente (da cui olio di burro o butter oil). Può subire un frazionamento dei grassi per aumentarne il punto di fusione ed essere utilizzato nell industria dolciaria) Più in generale per i grassi lattieri destinati all industria dolciaria o all uso culinario si adottano processi diversi che portano alla produzione dei cosiddetti burri fusi, chiarificati, anidri o concentrati, che si differenziano dal burro classico per una maggiore concentrazione della materia grassa, per la ridotta presenza di sostanze solide non grasse, per una maggiore resistenza alle alte temperature e per una migliore conservabilità

34 Altri tipi di burro Burro rigenerato: si ottiene a partire da burri e zangolati difettosi o ottenuti da panne non pastorizzate. La rigenerazione consiste nel fondere, disacidificare (saponificazione degli acidi grassi liberi con additivi basici) e lavare il grasso per allontanare la fase acquosa che in genere contiene le sostanze che alterano il gusto e nel sottoporlo a una successiva burrificazione. Burro ricombinato: si ottiene a partire dal burro anidro o dai diversi tipi di burro fuso.

35 IL MASCARPONE: TECNOLOGIA E un derivato del latte ottenuto per coagulazione acidotermica della crema, da consumarsi fresco, senza alcuna maturazione Rispetto alla tradizionale produzione solo invernale, l industria, producendo il mascarpone tutto l anno, ha spinto verso tecnologie produttive diverse, in particolare abbreviando la fase di spurgo, onerosa in termini di manodopera e di spazi ed a rischio igienico-sanitario

36 IL MASCARPONE: TECNOLOGIA TRADIZIONALE Panna al 30% circa, immessa in vasche cilindriche, portata a 85-90C in min sotto agitazione Aggiunta di soluzione diluita (5-10%) di acido citrico o acetico, mescolando finché si addensa trasferimento in recipienti larghi e bassi bucherellati o e telati per 6-12 ore a 10-13C (primo spurgo) fagotti di kg appesi a 6-8C per 6 ore (secondo spurgo), finché si stacca dalle tele a volte si completa lo spurgo in stampi forati a volte prima del confezionamento passaggio in impastatrice per omogeneizzare

37 IL MASCARPONE Basilare la frazione proteica per avviare il processo di coagulazione. Importante il rapporto proteine/grasso: mascarpone al 50% di grasso con 3,5% di proteine trattiene il 43% di acqua; mascarpone al 50% di grasso con 5% di proteine trattiene il 50% di acqua (rese maggiori) Per migliorare caratteri organolettici e lucentezza si aggiunge lattosio o zucchero ( g/hl) quando la T è circa 50C. Importanti locali separati nella fabbricazione per evitare inquinamenti, odori e sapori estranei

38 IL MASCARPONE Umidità: 41-50%, grasso 45-55%, proteine 3-8%. Importante il rispetto della catena del freddo Shelf-life diversa nel prodotto artigianale e in quello industriale Tradizionale:Attenzione a inquinamenti di teli e manipolazioni errate Utilizzo di additivi come sorbati di potassio Il prodotto industriale prevede innovazioni (vedi dopo).

39 IL MASCARPONE Ricordare che gli eventuali sporigeni non vengono distrutti dal trattamento termico. Clostridium botulinum: la tossina è distrutta a T sopra gli 80C Casi di alcuni anni fa: spore sviluppatesi per interruzione della catena del freddo (estate, tiramisu) Non sviluppa a T inferiori a 4-6C. Non sviluppa a ph acidi, ma qui il ph è intorno a 6

40 IL MASCARPONE Clostridium botulinum Dopo il focolaio del 1996 apportati miglioramenti alla gestione tecnologica del rischio da questo agente, es.per accelerare la lunga fase di spurgo (ultrafiltrazione, separazione centrifuga) Richiesti (Circolare Min. San.) trattamento termico a 121 per 20 o equivalenti o modificazione di ph o Aw, anche mediante l impiego di starter, o impiego di nisina o simili. Oggi normalmente si ricorre al trattamento termico sopra citato. Alcuni applicano trattamenti flash a 130 C della crema