Мне удалось составить упорядоченный список категорий с дочерними продуктами, теперь мне нужно добавить список продуктов, которые не относятся ни к одной категории
Это должно дать вам то, что вы хотите:
$collection = Mage::getModel('catalog/product')->getCollection() ->addAttributeToFilter('category_ids','');