1977թ. 35-ամյա Թուտելյանը պաշտպանեց դոկտորական ատենախոսությունը՝ ավելի մասնագիտանալով կենսաքիմիայի ոլորտում: Նա «Միկոտոքսիններ»-ի ամենախոշոր մասնագետն էր ԽՍՀՄ շրջանակներում: 1980թ. նրան արդեն վստահվել էր Սննդի ինստիտուտի փոխտնօրենի պաշտոնը: Գնահատելով նրա գործունեությունը, միևնույն ժամանակ հաշվի առնելով նաև դասախոսական կենսագրությունը, 1986թ. Նրան շնորհվեց պրոֆեսորի կոչում: